Самый большой в истории парашют для посадки на Марс испытали в Арктике — видео
Стратосферный гелиевый аэростат поднял макет спускаемого модуля и сбросил его за Полярным кругом на высоте около 30 км, что привело к раскрытию двух больших парашютов из их кольцевых контейнеров.
«Мы рады подтвердить, что у нас есть парашютная конструкция, способная работать на Марсе — амбициозная система с крупнейшими парашютами, когда-либо использовавшимися за пределами Земли», — доволен Лука Феррачина, системный инженер модуля входа, спуска и посадки ExoMars Европейского космического агентства.
Высотный сброс провели 7 июля в Космическом центре Эсрейндж Шведской космической корпорации в Кируне, на севере Швеции.
Как на Земле проверить посадку на Марс
Чтобы воссоздать сочетание плотности атмосферы и скорости, которое капсула испытает при входе в разреженную марсианскую атмосферу (примерно 1% от плотности земной атмосферы на уровне моря), аэростат должен был подняться очень высоко.
Парашюты ExoMars сработали на высоте 29 км — примерно в три раза выше, чем летают коммерческие авиалайнеры. Затем макет капсулы находился в свободном падении около 20 секунд, достигнув почти скорости звука, после чего последовательно раскрылись парашюты.
«Сочетание скорости и низкой плотности атмосферы в этом тесте в точности соответствует условиям, с которыми парашюты столкнутся на Марсе. Испытания на Земле — это способ укрепить уверенность и подтвердить, что все элементы работают, как ожидалось», — объясняет инженер.
Высотные сбросы требуют сложной логистики и строгих погодных условий для безопасности полета. Уникальная инфраструктура Эсрейнджа и многолетний опыт работы со стратосферными аэростатами с начала 1970-х делают его идеальным местом для таких испытаний.
Два лучше, чем один
Посадка на Марс — мероприятие, сопряженное с большим риском. Всего за шесть минут спускаемый модуль должен замедлиться с 21 000 км/ч на границе атмосферы до мягкой посадки, чтобы сохранить свой ценный груз — марсоход «Розалинд Франклин» — готовым к исследованиям поверхности.
Для торможения используются теплозащитный экран, два основных парашюта (каждый со своим вытяжным парашютом) и система тормозных ракетных двигателей, включающаяся за 20 секунд до касания поверхности.
Большая часть сверхзвуковой скорости снижается за счет аэродинамического сопротивления капсулы. Остаточную скорость эффективнее всего погасить комбинацией парашютов и тормозных двигателей.
Решение с двумя парашютами вместо одного призвано не только повысить надежность, говорит Джон Андервуд, ведущий инженер британской компании Vorticity, отвечающей за проектирование парашютов и анализ испытаний.
«Сначала открывается прочный парашют среднего размера для торможения на сверхзвуковых скоростях, а затем — гораздо более крупный и легкий парашют для финального снижения», — уточняет он.
Работа в тандеме
Первый основной парашют диаметром 15 м аналогичен тем, что использовались для посадки марсианских аппаратов Viking в 1972 году. Для ExoMars команды адаптировали вариант, разработанный для успешной миссии Cassini-Huygens к крупнейшему спутнику Сатурна Титану. Эта трехступенчатая парашютная система до сих пор удерживает рекорд самой дальней посадки от Земли.
Второй основной парашют имеет диаметр 35 м и состоит из серии колец с промежутками. Это будет крупнейший парашют, когда-либо использовавшийся на Марсе или где-либо еще в Солнечной системе, кроме Земли. Для его изготовления потребовалось более 800 кв. м ткани и свыше четырех километров строп. Укладка парашюта в контейнер занимает около трех дней.
Проблемы хранения и проектирования
Парашютная система, испытанная в Швеции, уже была сертифицирована для полета на Марс в 2021 году, но была законсервирована из-за приостановки миссии — вмешалась политика, и Россию исключили из проекта ExoMars, в котором она была ключевым участником.
«Мы проводим эти испытания, чтобы подтвердить готовность к Марсу и убедиться, что парашюты по-прежнему работают как надо после длительного хранения», — объясняет Феррачина.
Парашюты изготовлены из сверхлегкой ткани плотностью около 40 г/кв. м — примерно вдвое меньше, чем у листа бумаги.
Что дальше
Хотя телеметрия передавалась в реальном времени во время сброса, команда Vorticity проанализирует данные вместе с высокоскоростной видеосъемкой, чтобы оценить профиль торможения и модели раскрытия.
«Испытания на Земле дают преимущество: мы можем получить гораздо больше данных и изучить парашюты после теста», — пояснил Андервуд.
Миссия ExoMars должна стартовать, по предварительным планам, в 2028 году и достичь Красной планеты в 2030-м. Подрядчиком запуска вместо Роскосмоса выступит, вероятно, SpaceX.
Пользователи интернета расшифровали закодированное в парашюте Perseverance послание
Для полетов на Луну и Марс строят мощнейшую «перевалочную» станцию Gateway
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram