Фахівці лабораторії LEOX (Low Earth Orbit Facility) почали тестувати перспективні матеріали, призначені для будівництва апарата EnVision. У межах своєї місії він має зробити серію занурень в атмосферу Венери.
Метод аерогальмування
Місія EnVision була схвалена ESA 2021 року. Вона передбачає будівництво апарата, призначеного для вивчення атмосфери та ендогенної активності Венери, а також складання детальної карти її поверхні. Його запуск запланований на початок наступного десятиліття.
Особливість EnVision полягає в тому, що після прибуття до Венери він перебуватиме на дуже витягнутій орбіті з апоцентром, що лежить на відстані 250 тисяч кілометрів від її поверхні. Для того, щоб розпочати виконання своєї наукової програми, апарату потрібно знизити висоту до всього 500 км.
Проблема полягає в тому, що використання двигунів для виконання цього завдання вимагатиме величезної кількості палива, що значно перевершує можливості ракети-носія Ariane 6. Тому для зменшення висоти орбіти EnVision інженери скористаються методом аеродинамічного гальмування. Його суть полягає у використанні атмосфери планети для зміни орбітальних параметрів космічного апарата.
Простіше кажучи, EnVision періодично «пірнатиме» в венеріанську атмосферу. Її опір поступово зменшуватиме висоту апарата без використання будь-якого палива. За розрахунками фахівців, на те, щоб вийти на робочу орбіту, EnVision необхідно буде 16 місяців.
Агресивна атмосфера Венери
ESA вже має певний досвід з використання методики аерогальмування. Так, наприкінці своєї місії 2014 року апарат Venus Express здійснив серію тестових занурень у венеріанську атмосферу. А 2017-го апарат TGO, що прибув до Марса, використав аерогальмування, щоб знизити висоту своєї орбіти.
Однак аерогальмування у Венери буде набагато складнішим, ніж у Марса — як через вищі швидкості, так і набагато більшу щільність атмосфери. Також потрібно брати до уваги те, що EnVision буде набагато ближче до Сонця й отримуватиме вдвічі більше випромінювання, ніж якби він перебував на навколоземній орбіті.
І, нарешті, ще один критичний фактор, здатний вплинути на успіх місії — атомарний кисень, що є у верхніх шарах венеріанської атмосфери (він утворюється у процесі розпаду молекул кисню під дією сонячного випромінювання). Він має дуже потужні ерозійні властивості та з часом може зашкодити покриттю космічного апарата.
Тести матеріалів для місії EnVision
Тому вже зараз проєктувальники місії почали перевірку на стійкість перспективних матеріалів, які планується використовувати у будівництві EnVision. Тести проводяться в лабораторії LEOX, яка є частиною випробувального комплексу ESTEC. Фахівці «обстрілюють» атомами кисню зразки, що перебувають у випробувальній камері. Цікаво, що раніше схожу перевірку пройшов апарат JUICE (вважається, що в околицях Європи та Ганімеда теж може бути атомний кисень).
Паралельно з бомбардуванням перспективні матеріали також піддаються нагріванню до температури 350°C. Розрахунки показують, що під час проходження крізь атмосферу Венери деякі елементи EnVision нагріватимуться до подібної температури.
Під час тестів фахівці LEOX вивчають як структурну стійкість матеріалів, так і перевіряють їх на зміну кольору, що також є важливим фактором. Потемніння захисного покриття призведе до того, що EnVision сильніше нагріватиметься, й це може порушити його тепловий баланс.
Наразі інженери досі продовжують випробування різних компонентів, призначених для EnVision. Очікується, що результати тестів будуть оголошені наприкінці року.
За матеріалами https://www.esa.int
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
