Планетология

Улучшение плана 1960-х годов по исследованию планет-гигантов

В 1960-х годах инженеры НАСА разработали серию небольших самолетов с несущим корпусом, которые можно было сбрасывать в атмосферу гигантской планеты и измерять окружающую среду во время спуска. Хотя это будет путь к разрушению в один конец, форм-фактор позволит зонду скользить в разных слоях атмосферы, собирая данные и передавая их обратно на родительский спутник. Обновленная версия конструкции 1960-х годов сейчас проходит испытания в НАСА, а на этот месяц запланирован испытательный полет с вертолета.

«Мы хотим воплотить идею в жизнь и показать, что самолет с несущим корпусом может летать в качестве зонда такого масштаба – что он может быть стабильным, что компоненты могут быть интегрированы в зонд и что самолет может достичь определенного уровня подъемной силы», — сказал Джон Бодилски, главный исследователь Центра летных исследований Армстронга НАСА в Эдвардсе, Калифорния. Бодилски работает над тем, чтобы доказать, что конструкция самолета с несущим корпусом может удовлетворить требования к атмосферному зонду, который можно было бы использовать на планетах-гигантах, таких как Уран или Юпитер.

AFRC2023 0193 31large 1024x683 - Улучшение плана 1960-х годов по исследованию планет-гигантов
Роберт «Рэд» Дженсен извлекает основной компонент из формы самолета для сборки прототипа атмосферного зонда, пока Джастин Холл наблюдает за этим в Центре летных исследований Армстронга НАСА в Эдвардсе, Калифорния. Фото: НАСА/Стив Фриман.

Идея концепции заключается в том, что подъемная сила самолета с несущим корпусом опирается на свою уникальную тупую форму, а не на крылья. Бодилски и его команда спроектировали два самолета с несущим кузовом, оба длиной около 70 см (27 1/2 дюйма) и шириной 60 см (24 дюйма). Один почти построен и готов к полету.

НАСА имеет долгую историю проведения летных испытаний с подъемными телами. С 1963 по 1975 год НАСА протестировало несколько проектов, чтобы продемонстрировать способность пилотов маневрировать и безопасно приземлять бескрылый аппарат. В число этих машин входили M2-F1, M2-F2, HL-10, X-20, X-24A и X-24B. Эти несущие тела были разработаны для проверки концепции полета бескрылого аппарата обратно на Землю из космоса и посадки его, как самолета. Эта концепция оказала влияние на разработку космического корабля «Шаттл».

Хотя космические челноки и другие транспортные средства с подъемным корпусом, перевозящие людей, имели свои проблемы, еще в 1960-х годах ученые-планетологи поняли, что эта концепция может быть более осуществимой для небольших беспилотных зондов.

НАСА заявляет, что современные небольшие атмосферные зонды, такие как CubeSats, собирают и передают данные в течение примерно 40 минут и могут получить примерно 10 точек данных, прежде чем их родительский спутник выйдет за пределы досягаемости. По оценкам Бодилски, эта конструкция несущего тела может опускаться быстрее и под более крутым углом, собирая ту же информацию за 10 минут, а также собирать дополнительные данные в течение еще 30 минут с гораздо большей глубины в плотной атмосфере.

Lifiting bodies NASA - Улучшение плана 1960-х годов по исследованию планет-гигантов
Самолеты с несущим корпусом на озере Роджерс-Драй, недалеко от того, что сейчас является Центром летных исследований имени Армстронга НАСА в Эдвардсе, штат Калифорния, включают в себя (слева направо) X-24A, M2-F3 и HL-10. Кредит: НАСА

Подъемные кузова то входили, то выходили из моды на протяжении десятилетий. На самом деле у НАСА было два проекта подъема тел: предшественник, а затем и преемник космического корабля «Шаттл». Dyna Soar был основан на несущем корпусе НАСА X-20 и был разработан для запуска ракеты на орбиту, а конструкция несущего корпуса позволяла ему приземляться как самолет. Из-за высоких затрат и изменения приоритетов как военных, так и НАСА (программа «Аполлон» только начиналась) программа Dyna Soar была отменена в декабре 1963 года, незадолго до того, как на следующий год был запланирован первый испытательный полет с экипажем.

Позже, в 1996 году НАСА выбрало компанию Lockheed Martin для создания и запуска испытательного корабля X-33, чтобы продемонстрировать передовые технологии для нового космического корабля многоразового использования, который придет на смену космическому шаттлу. Названный VentureStar, это был бы одноступенчатый корабль для вывода на орбиту. Однако НАСА отменило проект в 2001 году до того, как были проведены какие-либо испытательные полеты, поскольку некоторые технические проблемы оказались слишком трудными для решения.

Подробнее о проекте Бодильского.

Кнопка «Наверх»