• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Symulacja hamowania statku kosmicznego kluczowym etapem do rzeczywistego lotu testowego

    19.09.2013. 15:27
    opublikowane przez: Redakcja

    Naukowcom z dofinansowanego ze środków unijnych projektu AEROFAST (Przechwytywanie aerodynamiczne w przyszłym transporcie kosmicznym) przeprowadzili z sukcesem symulowany manewr lotniczy, w którym pojazd kosmiczny wykorzystuje atmosferę planety do wyhamowania.

    Przeprowadzona w warunkach laboratoryjnych symulacja manewru - zwanego przechwytywaniem aerodynamicznym - wyznacza ważny etap na drodze ku rzeczywistemu lotowi demonstracyjnemu na planetę z atmosferą, taką jak Ziemia czy Mars. Wykorzystanie tej techniki pozwoliłoby zaoszczędzić misjom kosmicznym na paliwie i ciężarze, zwiększając zdolności ludzi do eksploracji Układu Słonecznego.

    Naukowcy pracujący nad projektem są przekonani, że przechwytywanie aerodynamiczne mogłoby ostatecznie stać się podstawową funkcjonalnością transportu planetarnego ludzi i towarów między geostacjonarną orbitą Ziemi a niską orbitą okołoziemską oraz między Ziemią a Księżycem i Marsem.

    Pracami naukowców, których połączona wiedza ekspercka reprezentuje szereg dyscyplin naukowych, jak aerodynamika i środowiska aerotermiczne, kieruje francuskie przedsiębiorstwo ASTRIUM.

    Zespół zaprojektował i przeprowadził symulację typowej misji kosmicznej, aby przetestować swoją koncepcję. Najpierw ustalono warunki wstępne wymagane do realizacji poszczególnych etapów przyszłej misji kosmicznej: wystrzelenie, lot i przechwytywanie aerodynamiczne.

    Następnie naukowcy skupili się na poprawie konstrukcji statku kosmicznego, aby mógł spełnić stawiane wymagania. Przetestowali na przykład i udoskonalili algorytmy systemów naprowadzania, nawigacji i sterowania (GNC) w symulatorze laboratoryjnym. Po czym przeprowadzili symulację całej misji w warunkach laboratoryjnych, aby sprawdzić osiągi statku kosmicznego.

    Testy potwierdziły, że manewr przechwytywania aerodynamicznego sprawdza się. Symulowana misja odniosła sukces nawet w najgorszym z możliwych scenariuszu, mieszcząc się w ograniczeniach związanych z masą i budżetem. Testy pokazały, że dwustożkowa (aerodynamiczna) konstrukcja jest najlepszym rozwiązaniem dla statku kosmicznego.

    Prototyp (model w zmniejszonej skali) systemu ochrony termicznej statku kosmicznego, wykorzystującego korek, również przyniósł interesujące wyniki, które zdaniem naukowców zasługują na dalsze rozważenie.
    Wyniki projektu AEROFAST już stanowią punkt odniesienia dla prac nad przyszłymi misjami, w tym nad planowanymi przez Europejską Agencję Kosmiczną misjami na Marsa. Prace badawcze nad projektem zaowocowały 14 artykułami opublikowanymi w recenzowanych czasopismach naukowych.

    Projekt AEROFAST otrzymał 1,9 mln EUR dofinansowania ze środków unijnych i był realizowany w latach 2009-2011.
    Za: CORDIS


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Intermediate eXperimental Vehicle (IXV) – eksperymentalny pojazd kosmiczny Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). IXV to niewielki demonstrator technologiczny bezzałogowego pojazdu powrotnego, służącego do przetestowania techniki sprowadzenia statku kosmicznego z niskiej orbity wokółziemskiej na Ziemię, przy założeniu dużej manewrowości statku oraz dużej precyzji lądowania. Deorbitacja – sprowadzenie statku kosmicznego z orbity w gęste warstwy atmosfery. Początek deorbitacji powoduje praca silnika rakietowego o wstecznym ciągu czyli o ciągu ze zwrotem przeciwnym do zwrotu prędkości statku kosmicznego. Impuls całkowity silnika rakietowego niezbędny do inicjacji deorbitacji zależy od masy statku kosmicznego i wysokości orbity. System Sterowania Reakcyjnego (RCS z ang. Reaction Control System) – zespół niewielkich silników sterujących położeniem statku kosmicznego lub samolotu w sytuacji, kiedy na powierzchnie sterowe nie działają siły aerodynamiczne.

    Manewr transferowy Hohmanna – manewr ekonomicznej zmiany orbity kołowej statku kosmicznego na wyższą lub niższą, przez dwukrotne użycie silników. Statek wykonujący taki manewr porusza się po, tzw. orbicie transferowej Hohmanna. Reach for the stars to pierwszy obraz (plakat) wygenerowany komputerowo na orbicie okołoziemskiej na pokładzie rosyjskiego statku kosmicznego podczas misji Sojuz TM-34.

    Zond-5 (ros. Зонд-5) – kolejny bezzałogowy lot statku kosmicznego Sojuz 7K-Ł1 w ramach programu Zond. Pojazd wystrzelono na orbitę wokółksiężycową z zadaniem powrotu na Ziemię. Była to pierwsza udana radziecka misja oblotu Księżyca i powrotu na Ziemię. Statki tego typu miały posłużyć do przyszłych radzieckich załogowych lotów księżycowych (nigdy niezrealizowanych). Mars Reconnaissance Orbiter – amerykańska naukowo-telekomunikacyjna sonda kosmiczna, wystrzelona przez NASA w kierunku Marsa przy pomocy rakiety Atlas V 12 sierpnia 2005 roku. Na orbitę planety sonda weszła 10 marca 2006 roku. Początkowo była to wydłużona orbita eliptyczna, którą zacieśniła korzystając z tzw. hamowania atmosferycznego. Celem misji MRO jest poszukiwanie podziemnych złóż wody, badanie obecnego klimatu oraz odnajdywanie wskazówek, które pomogłyby w rekonstrukcji modelu klimatycznego planety sprzed milionów lat. Ponadto sonda ma wytypować miejsca do lądowania przyszłych misji automatycznych oraz planowanych wypraw załogowych na Czerwoną Planetę. Sonda MRO jest najnowocześniejszym pojazdem kosmicznym, jaki kiedykolwiek został wysłany z Ziemi na orbitę Czerwonej Planety. Naukowcy oczekują, że sonda zbierze więcej informacji niż wszystkie poprzednie misje marsjańskie razem wzięte. Zakończenie misji nastąpi w latach 2016–2026. Całkowity koszt misji szacowano na ok. 720 milionów USD.

    Mars Colonial Transporter (MCT) – nazwa koncepcji systemu transportu kosmicznego amerykańskiej firmy SpaceX, który będzie służył do transportu ludzi na Marsa oraz ich powrotu. System będzie składał się z następujących elementów: bardzo ciężkiej rakiety nośnej wyposażonej w odpowiednie silniki oraz statku załogowego. Sojuz 3 (kod wywoławczy Аргон - „Argon”) – pierwsza załogowa misja pojazdu Sojuz od katastrofy statku kosmicznego Sojuz 1, w której śmierć poniósł kosmonauta Władimir Komarow. Podobnie jak w poprzedniej misji, Sojuz 3 miał wykonać manewr dokowania z kapsułą Sojuz 2. Jedynym kosmonautą na pokładzie statku był Gieorgij Bieriegowoj.

    Hamowanie aerodynamiczne (z ang. aerobraking) - manewr stosowany podczas lotu kosmicznego, mający na celu redukcję prędkości pojazdu poprzez wykorzystanie oporu atmosferycznego. Zmniejsza on zużycie paliwa, w przeciwieństwie do bezpośredniego użycia silnika rakietowego. Pojazd porusza się po punkcie największego zbliżenia orbity eliptycznej (perycentrum), redukując potrzebę korzystania z punktu największego oddalenia orbity (apocentrum). Opadanie odbywa się po torze balistycznym lub przy częściowym wykorzystaniu siły nośnej.

    Rakietowy silnik hamujący jest silnikiem rakietowym wykorzystywanym do wytworzenia ciągu przeciwnego do kierunku ruchu statku kosmicznego, powodującego jego stopniowe zwalnianie. Kiedy statek znajdujący się na orbicie jest stopniowo zwalniany, jego wysokość zmniejsza się do momentu, gdy siły aerodynamiczne gwałtownie hamują statek i powraca on na powierzchnię planety. Bez tego typu rakiet pojazd pozostawałby na orbicie przez lata, aż do ponownego wejścia w atmosferę, skutkując trudnymi do rozwiązania problemami związanymi z zapewnieniem wystarczająco długiego okresu działania systemów podtrzymywania życia dla załogowych lotów kosmicznych.

    Sonda Magellan – bezzałogowa sonda kosmiczna amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, stworzona do badania planety Wenus. 4 maja 1989 roku została wyniesiona na niską orbitę okołoziemską na pokładzie promu Atlantis w misji STS-30. Na trajektorię międzyplanetarną została skierowana przez dodatkowy człon napędowy na paliwo stałe. Po 15 miesiącach podróży dotarła na orbitę Wenus 10 sierpnia 1990 roku. Jej misja trwała do 1994 roku, kiedy to została skierowana w atmosferę planety, gdzie częściowo spłonęła. Przypuszcza się, że niektóre jej fragmenty mogły opaść na powierzchnię.

    Dodano: 19.09.2013. 15:27  


    Najnowsze