Новости

20 июля, 2023 15:46

Студентка Самарского университета имени Королева доказала возможность исследования спутника Марса с помощью «космического лифта»

Студентка Самарского университета имени Королева Дарья Нерядовская математически доказала, что для исследования Фобоса, одного из спутников Марса, можно использовать так называемый «космический лифт». Работа поддержана грантом Российского научного фонда, ее результаты опубликованы в международном журнале Aerospace.
Дарья Нерядовская считает, что «космический лифт» может стать базой для космонавтов. Источник: пресс-служба Самарского университета имени Королева

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.
Полученные расчеты применимы и для организации миссий к другим подобным спутникам планет Солнечной системы, например, к другому спутнику Марса - Деймосу.

Проблема – зависнуть над Фобосом

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.

«Лифт» может стать базой для межпланетных перелетов

Дарья Нерядовская уверена – правильно зафиксированный над Фобосом «космический лифт» может служить промежуточной базой для космонавтов.
«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.
16 июля, 2024
Наглядный полимер: биоинженерные имплантаты заменят костную ткань
Российские ученые разрабатывают уникальные имплантаты, которые позволят отказаться от применения дон...