В Самаре доказали возможность исследования спутника Марса с помощью «космического лифта»
Студентка Самарского университета им. Королёва Дарья Нерядовская в своей научной работе сделала расчеты, которые математически обосновывают возможность проведения в перспективе нереализованной миссии НАСА — проекта PHLOTE, который подразумевает спуск научной аппаратуры на тросе с космического зонда, висящего над поверхностью марсианского спутника, сообщила пресс-служба вуза. Дарья Нерядовская доказала, что такой «космический лифт» может использоваться для дистанционных исследований Фобоса.
Научная работа опубликована в авторитетном международном журнале Aerospace. О проекте НАСА Phobos L1 Operational Tether Experiment (PHLOTE) известно не много, в открытых источниках он представлен в виде общей концепции. Исследование Дарьи Нерядовской подтверждает возможность реализации такого проекта на практике и обозначает перспективы проведения подобных исследовательских миссий.
Согласно приведенным расчетам, возможно не только опустить на тросе больший, чем предполагалось, груз аппаратуры, но и исследовать обе стороны Фобоса, а не только одну, как предусмотрено в первоначальной концепции проекта PHLOTE. Работа имеет значение и для организации миссий к другим подобным спутникам планет Солнечной системы, например, к спутнику Марса — Деймос. Кроме того, одна из актуальных задач современной космонавтики — использование тросовых систем для изучения и освоения планет Солнечной системы и их спутников. Сегодня большое внимание уделяется исследованию Фобоса, происхождение которого до сих пор не установлено.
— Результаты проведенного исследования подтверждают возможность осуществления миссии, подобной PHLOTE, со строительством «космического лифта» и спуском оборудования и датчиков на специальном тросе с борта космического аппарата, находящегося в точке либрации, — рассказала Дарья Нерядовская. — Для подготовки такой исследовательской миссии вначале 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. В открытых материалах НАСА не представлено каких-либо аналитических выкладок по расчетам, есть только некоторые данные. Поэтому выполненные расчеты могут помочь в дальнейшем реализовать подобную миссию по изучению Фобоса или другого естественного спутника, находящегося в схожих с Фобосом условиях.
По 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 либо на поверхность спутника, либо остановится на высоте 400 метров. После выполнения исследований аппарат можно будет вернуть на землю или применить в другой точке.
По мнению ученых, для устойчивости и надежности «космического лифта» нужно, чтобы центр тяжести тросовой системы находился в одной из точек Лагранжа, или точек либрации, в системе Марс — Фобос. В проекте НАСА предполагалось задействовать только одну точку либрации. В работе самарской студентки рассчитаны параметры также и для тросовой системы, размещаемой в другой точке с обратной стороны Фобоса. Два «космических лифта» позволят исследовать Фобос с двух сторон. Кроме того, с учетом характеристик космического зонда проведенные расчеты свидетельствуют о возможности увеличения массы аппарата с приборами и датчиками до 50 килограммов, тогда как в проекте НАСА масса спускаемого аппарата составляет лишь 15 килограммов.
Как считает Дарья Нерядовская, проведенные расчеты — развитие идеи проекта PHLOTE по исследованию Фобоса. После размещения тросовых систем в двух точках либрации можно проводить дистанционные исследования всей поверхности марсианского спутника.
— 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 Дарья Нерядовская.
