Экономичное торможение и уникальная теплозащита: в МАИ разрабатывают технологии для исследования Венеры

Учёные Московского авиационного института участвуют в разработке инновационной транспортной системы для доставки научной аппаратуры и грузов на орбиту Венеры, а также исследований космоса за пределами околоземного пространства. Основная цель проекта – снижение массы космического аппарата и топливных затрат при его спуске и торможении в плотной атмосфере планеты. Проект реализуется в рамках национальной программы исследования Венеры и финансируется Российским научным фондом. 

В МАИ разрабатывают новые методы спуска и торможения, основанные на аэродинамическом рикошетировании – многократном погружении космического аппарата в атмосферу планеты, что приведет к снижению скорости за счет трения и гравитации. В работе участвуют сотрудники научно-исследовательского отдела кафедры 601 «Космические системы и ракетостроение» и кафедры 806 «Вычислительная математика и программирование» МАИ.

– Наши методы позволят снижать скорость космического аппарата без дополнительных энергетических затрат, но это потребует создания высокоэффективной теплозащиты и приведёт к увеличению его массы. Поэтому наша цель – комплексная термобаллистическая оптимизация, основанная на анализе баллистики и теплопереноса, которая поможет найти оптимальное соотношение между массой и эффективностью торможения, – говорит руководитель проекта, и. о. заведующего кафедрой 601 МАИ Алексей Ненарокомов.

Для защиты аппарата от экстремальных температур при входе в атмосферу будут спроектированы теплозащитные экраны с применением композитных материалов, геометрия которых будет меняться в зависимости от условий спуска. Одновременно ведётся разработка методов диагностики параметров верхних слоёв атмосферы Венеры – вязкости, теплопроводности и плотности.

– В рамках проекта будет создана методика моделирования и измерения характеристик воздушного потока, с которым будет взаимодействовать космический аппарат при входе в атмосферу Венеры. Она подразумевает использование компьютерного моделирования в сочетании с физическими экспериментами на Земле, – говорит Алексей Ненарокомов.

Завершить проект планируется в 2027 году. Как отмечают специалисты МАИ, новые технологии найдут применение не только в космонавтике, но и в других отраслях, где техника эксплуатируется при экстремальных температурах: в ядерной промышленности, медицине, двигателестроении, энергетике и робототехнике.