Planador para Marte

Mas por que?

Uma tarefa urgente para a astronáutica a curto e médio prazo é a entrega de uma carga útil a Marte (de preferência direcionada, com precisão de centenas e dezenas de metros). Rovers, estações robóticas, drones, colonos. E esta tarefa já foi resolvida repetidamente, e com o uso ativo da atmosfera rarefeita de Marte, mas as dimensões das elipses de dispersão para os veículos de descida de cápsula tradicionais ainda são da ordem de dez km (para Perseverança - 7,7 km * 6,6 km )

Usando os exemplos da missão AEOLUS proposta na década de 90 do século passado e sendo criada já em nossos tempos, hoje a SpaceX "Starship" mostra as possibilidades de manobras aerodinâmicas na atmosfera de Marte e as características que a gravidade mais fraca e a tênue atmosfera de Marte se impõe na aparência da nave espacial, projetada para manobra de captura aérea e vôo hipersônico controlado na atmosfera de Marte.

Características da atmosfera

Primeiro, a atmosfera de Marte é muito menos densa que a da Terra. Mas mesmo na Terra, a desaceleração aerodinâmica começa a uma altitude de ~ 80 km, onde a densidade do ar é de apenas 0,00002 kg / m ³ (na cabeça de alta velocidade, o quadrado da velocidade ganha a densidade)

Se usarmos o modelo da atmosfera marciana apresentado pelo Glenn Center da NASA , então:

1. Pode-se distinguir um corredor de ~ 15 - 45 km, onde as densidades correspondem ao corredor "terrestre" de frenagem aerodinâmica ~ 40 - 60 km

   
   
   
   
   

2. A densidade da atmosfera em um poço de gravidade mais fraca não diminui tão rapidamente com a altitude, a atmosfera de Marte é de fato adequada para frear em velocidades parabólicas

   
   
   
   
   

3. No estágio inicial do freio a ar, você pode tentar voar com sustentação negativa para compensar a fraca gravidade de Marte.

   
   
   
   
   

O caso mais interessante é a aerofrenagem no ápice da trajetória de transição "Homan".

Altura de entrada na atmosfera superior: 125 km;

Velocidade: 6,1 - 7 km / s;

Ângulo de descida: 10-15 graus.

AEOLUS

AEOLUS 90- XX NASA .

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Pershing-2.

"" , SANDIA NASA. , AEOLUS (~ 12000 ) . , .

AEOLUS

, ( 5,5) (~ 2,1 - 2,2) (~ 0,09 - 0,12). AEOLUS ~ 6360 / ². 1900 .

- AEOLUS , , , . ( "" )

AEOLUS

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STARSHIP

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Starship

Starship AEOLUS. - - , . - - ( ).

Starship (1,62), ( 2625 /²).

(~ 17 )

, 75 ( , "" ).

, . - 9270 , - 630 .

AEOLUS Starship

number crunching

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7. Node.js - Rocket Science

   
   
   
   
   

Por via das dúvidas - as notas anteriores sobre o programa de cálculo de trajetórias e o programa de cálculo de aerodinâmica . Links para os repositórios relevantes estão anexados