Марсианские страсти: часть 5
6.
Посадка «Спирита» на Марс. Вновь обратимся к замечательным статьям Игоря Лисова:
«4 января в 03:04 UTC аппарат начал и к 03:25 завершил разворот лобовым экраном вперед. В 04:14:20 на высоте 2200 км над Марсом прошло разделение перелетной ступени и спускаемого аппарата (СА). Вращаясь со скоростью 2 об/мин, в 04:29:20 СА вошел в атмосферу Марса на 5400 м/с. До посадки оставалось менее 6 минут, из них 4 минуты потребовалось для того, чтобы погасить большую часть скорости - до 430 м/с. Пик нагрева был в 04:31:05. В 04:33:24, за 100 сек до касания, аппарат ввел 15-метровый парашют и еще через 20 сек отстрелил лобовой экран. За 8 секунд до касания включением газогенераторов были надуты до 0.07 атм посадочные амортизаторы. Еще 2 секунды - и на высоте 90 м сработали тормозные твердотопливные двигатели. Аппарат на мгновенье «завис» в воздухе, отстрелил хвостовой обтекатель с парашютом и стал падать.
4 января в 04:35:17 «шарик» в первый раз коснулся поверхности. Подскок, падение, еще подскок... потеря сигнала! Что произошло там, на Марсе, 10 минут назад - неужели ударились об острый камень?
План полета отводил 10 минут на «прыжки», качение и успокоение аппарата и 15 минут - на выход его на связь. Сигнала ждали Сеть дальней связи, антенна Стэн-фордского университета и КА Mars Global Surveyor, орбита которого была скорректирована так, чтобы он мог «видеть» и «слышать» посадку. Через 16 минут после первого касания из кратера Гусев через MGS и напрямую в Канберру и Голдстоун пошел ясный и сильный сигнал. Spirit информировал: посадка прошла успешно, аппарат остановился «базовой» стороной вниз.
(Лишь 13 января стали известны детали посадки «Спирита». Оказалось, что ввод парашютной системы прошел на высоте 7400 м вместо 9000 м - аппарат верно учел вариации плотности атмосферы, но величина отклонения несколько шокировала разработчиков. Тормозной двигатель сработал на высоте чуть больше 100 м, погасив вертикальную скорость в 68 м/с и ветровой снос, который тащил аппарат в сторону 200-метрового кратера. Отстрел парашюта прошел на высоте 8.5 м вместо 12 м, и скорость при касании была ниже расчетных 13 м/с. Аппарат подпрыгнул 28 раз, причем в первый почти до тех же 8.5 м, и остановился, пройдя 250-300 м за 57 сек.)
Сложная схема, много подсистем и этапов работы - но работает!»
Как видите, для того чтобы погасить вышеупомянутые 5,4 км/с, пришлось придумать сложную поэтапную систему торможения: аэродинамический экран, парашютная система, тормозной двигатель, надувные амортизаторы. Всё это нужно потому, что атмосфера Марса намного «слабее» земной - греет, но плохо тормозит. Но все-таки она есть и вносит свои непредсказуемые коррективы (в том числе климатические - важно!) в процесс спуска, посему разброс места посадки может быть достаточно велик. Использование схемы с надувными амортизаторами вообще привело к тому, что аппарат упрыгал на три сотни метров.
Выдвину гипотезу. Когда мой уважаемый оппонент говорит о малой массе комплекса (50 тонн для 20 тонн полезного груза), он, скорее всего, оперирует именно схемой посадки «Спирита»: старт с околоземной орбиты, полет с небольшими коррекциями, вход в атмосферу, торможение за счет экрана, парашютов, небольшого двигателя и амортизаторов. То есть на всю экспедицию потребуется всего лишь приращение скорости 2,85 км/с. Подставляем в формулу значения, предложенные оппонентом, и действительно получаем 47 тонн для всего комплекса.
Поздравляю Вас, Михаил! Вы абсолютно правы! Если использовать для пилотируемого корабля посадочную схему «Спирита», то масса комплекса, отправляемого с околоземной орбиты, для полезного груза в 20 тонн, составит всего лишь 47 тонн плюс-минус. И формула Циолко... тьфу ты!.. Ватта это блестяще подтверждает.
Только именно тут и сокрыта, уважаемый оппонент, Ваша ГЛАВНАЯ ОШИБКА. Потому что никто и никогда не будет сажать корабль с людьми на Марс по схеме «Спирита». Это же касается не только пилотируемого корабля, но и беспилотных «посылок», которыми предполагается снабжать экспедицию. Нельзя подходить к пилотируемой космонавтике с позиций беспилотной, как бы Вам этого ни хотелось. А почему нельзя, я объясню в своей следующей записи. И именно в ней появится пресловутая тысяча тонн на опорной орбите...
Продолжение следует...
С уважением,
Антон Первушин