Curiosity в полете
Новый марсоход NASA планировалось приземлить на красной планете ночью 5 августа, при этом сама процедура посадки в корне отличается от всех уже имеющихся марсоходов.
Марсианская научная лаборатория, или марсоход Curiosity приземлился на марсианской поверхности после более чем восьми месяцев путешествия в космосе. Посадка была осуществлена внутри кратера Гейла, где ровер будет исследовать массивные горы в центре в поисках жизни или условий для ее существования.
Вот как производилась посадка:
Когда Curiosity приближался к марсу, он был тщательно упакован внутрь оболочки космического корабля. Фаза сближения началась за 45 минут до того, как аппарат вошел в марсианскую атмосферу. Для облегчения навигации, Curiosity вошел в атмосферу на высоте 3 522 километра над центром планеты.
На иллюстрации, капсула начинает входить в атмосферу.
Космическая капсула Марсианской научной лаборатории
В тот момент когда аппарат входил в атмосферу Марса, он был надежно защищен капсулой, которая включала в себя тепловой щит (справа, в направлении движения космического аппарата при входе в атмосферу) и заднюю оболочку.
Используемая капсула является самой большой, которая когда-либо использовалась при посадке на Марс, ее размер составляет 4.5 метра.
*На картинке изображен концеп, показывающий ускорители на верхней оболочке капсулы во время фазы EDL. По заверению NASA, применение этих ускорителей позволило регулировать ориентацию космического аппарата в пространстве во время посадочных маневров. *
Ускорители на капсуле
Фаза входа, снижения и посадки (EDL - enter, descent and landing) началась, когда аппарат вошел в атмосферу Марса, на высоте примерно 131 километра над поверхностью Кратера Гейла, и закончилась когда ровер “ощутил” под “ногами” поверхность красной планеты.
Посадка curiosity была пожалуй самая точная из всех, когда-либо совершавшихся на Марсе, это стало возможным благодаря применения новой системы наведения высокой точности.
*На этой иллюстрации показано, как трение атмосферы Марса замедляет аппарат и нагревает тепловой щит. *
Фаза снижения и посадки
Фаза входа, снижения и посадки длилась примерно семь минут. В это время, космический аппарат сбросил скорость, которая составляла примерно 5 900 метров в секунду, в верхних слоях атмосферы, до неподвижного состояния, когда он приземлился на поверхность.
*Парашютная система размещена на верхней оболочке. На изображении тепловой щит уже отброшен, и можно заметить сам ровер, прикрепленный к верхней оболочке. Во время спуска аппарат находится внутри этой оболочки, которая затем отпадает, чтобы следящая система могла определить высоту и скорость аппарата. *
Парашют для приземления
Марсианская научная лаборатория при посадке использовала самый большой парашют, который когда либо использовался для приземления на красной планете. Парашют содержал 80 строп, был более 50 метров в длину и простирался на 16 метров в ширину.
Парашют был специально разработан так, чтобы остаться целым в то время когда аппарат будет пробираться сквозь атмосферу Марса. В это время он произвел около 29 500 кг силы сопротивления.
Curiosity внутри верхней оболочки
На этом изображении Curiosity до сих пор находится внутри верхней оболочки, так как система парашютов помогает снизить скорость приближения к поверхности. На этой иллюстрации тепловой щит уже отброшен.
Так как марсоход очень велик, чтобы использовать воздушные подушки для смягчения посадки, космический аппарат использовал небесный кран для спуска на поверхность.
Фаза снижения
Во время фазы снижения применялась торможение с использованием реактивных двигателей, для того, чтобы безопасно опустить ровер на поверхность.
Во время фазы снижения заработала радарная установка, которая передавала телеметрическую информацию о высоте и скорости аппарата. На изображении показана фаза снижения в финальной стадии, за минуту до того, как марсоход коснулся поверхности красной планеты.
Когда поверхность была уже близко, сразу после показанного на картинке момента, ровер был аккуратно спущен на поверхность с помощью троса.
Небесный кран
Ввиду массы ровера в 1 тонну, он оказался очень большим для применения воздушных подушек при приземлении, поэтому решено было использовать небесный кран для спуска на поверхность. Посадочная система опустила ровер на его колеса, уже готовому к проверке всех систем перед двухгодичной работой.
На изображении показана часть маневров небесного крана. Элемент небесного крана, управляющий своей собственной скоростью снижения с помощью восьми ракетных двигателей, спускает марсоход на тросе. Три нейлоновых троса, которые удерживают ровер во время снижения, кроме того, снабжают его энергией и связью.
Длина тросов в момент соприкосновения с поверхностью составляла примерно 7.5 метров. Секунду спустя, после момента когда марсоход ощутил под колесами поверхность, тросы были обрезаны, а спусковой механизм небесного крана улетел и разбился на безопасном расстоянии от ровера.
Приземление на тросах
На показанной на иллюстрации сцене, Curiosity касается поверхности Марса, будучи прикрепленным на тросах к небесному крану.
Земля!
Эта иллюстрация показываем момент непосредственно после того, как Curiosity приземлился на поверхность красной планеты. Сразу после того, как космический корабля зарегистрировал приземление, пиротехнических приспособления перерезали тросы и кабеля между марсоходом и небесным краном.
После этого, приводимый в движения ракетными двигателями небесный кран улетел прочь, и разбился о поверхность на безопасном расстоянии от марсохода.
Карл Тейт, автор space.com нарисовал впечатляющую инфографику:
