В научной работе Дарья Нерядовская представила расчеты, которые дают необходимое математическое обоснование для осуществления в перспективе проекта НАСА PHLOTE (Phobos L1 Operational Tether Experiment, «Флоут»), предполагающего спуск научной аппаратуры на тросе с космического зонда, висящего в нескольких километрах над поверхностью марсианского спутника.
Данный проект НАСА, обнародованный в 2017 году, пока не реализован и последние несколько лет представлен в открытых источниках лишь в виде общей концепции, без подробностей и какого-либо математического обоснования.
«Результаты нашего исследования подтверждают возможность миссии, подобной PHLOTE, со строительством «космического лифта» и спуском оборудования и датчиков на специальном тросе с борта космического аппарата, находящегося в точке либрации. Для подготовки такой исследовательской миссии сначала необходимо разработать теоретическое обоснование, получить подтверждение, что данный проект в принципе осуществим, а для этого нужно выполнить большой объем аналитических и численных расчетов различных моделей движения тросовой системы и способов управления ею», - рассказывает Дарья Нерядовская.
Согласно концепции миссии НАСА, космический зонд PHLOTE, находясь на высоте примерно 3 км от поверхности Фобоса, спустит на тросе из углеродных нанотрубок аппарат с приборами и датчиками. После выполнения цикла исследований спускаемый аппарат можно будет поднять обратно на борт зонда и доставить на Землю или использовать в другой точке пространства.
Как рассчитали ранее ученые, для того, чтобы «космический лифт» работал максимально устойчиво и надежно, необходимо, чтобы центр тяжести тросовой системы находился в одной из точек Лагранжа (точек либрации) в системе Марс - Фобос: L1 или L2. Другими словами, космический аппарат будет в гравитационном равновесии между Марсом и Фобосом. Сложность состоит в том, чтобы максимально устойчиво зафиксировать «космический лифт» над спутником, ведь Фобос движется. Более того – рядом есть Марс со своей гравитацией.Ученые НАСА планировали задействовать только одну точку либрации и исследовать только одну сторону Фобоса, Дарья Нерядовская же рассчитала параметры и для второй точки Лагранжа, которая позволит разместить «космический лифт» на обратной стороне спутника, которую не видно с Марса. Два «космических лифта» позволят изучать марсианскую луну с обеих сторон. Кроме того, если в проекте НАСА спустить на Фобос можно аппарат весом 15 кг, расчеты самарской студентки позволяют увеличить вес аппарата с приборами до 50 кг.
Источник: пресс-служба Самарского университета имени Королева
«В открытых материалах НАСА не представлено каких-либо аналитических выкладок по расчетам, есть только некоторые данные. Поэтому выполненные расчеты могут помочь реализовать подобную миссию по изучению Фобоса или другого естественного спутника, находящегося в схожих с Фобосом условиях», - делится планами молодой ученый.
«С помощью размещенной над Фобосом системой видеонаблюдения можно будет с достаточно близкого расстояния следить за ходом исследовательской миссии, высадившейся на поверхность Фобоса. Кроме того, такой «лифт» может служить промежуточной станцией для проведения исследований, связанных с изучением окружающего космического пространства, а также в качестве промежуточной площадки для межпланетных перелетов - например, для высадки на Марсе или для возвращения с Марса на Землю», - отметила она.
