|
Спускний апарат Спускни́й апара́т (СА) — космічний апарат, призначений для спуску людей, піддослідних тварин та/або апаратури з навколопланетної орбіти або з міжпланетної траєкторії для м'якої посадки на поверхню планети. СА входить до складу космічного апарата, що здійснив орбітальний або міжпланетний космічний політ (наприклад, орбітального апарата або орбітальної станції, від яких СА відокремлюється перед спуском. Конструктивно спускні апарати можуть значно відрізнятись один від одного залежно від корисного навантаження та фізичних умов на поверхні планети, на яку здійснюється посадка. Технічні проблемиГоловна технічна проблема м'якої посадки полягає зменшенні швидкості руху апарата від космічної (інколи десятки кілометрів на секунду) практично до нуля. Ця проблема розв'язується наступним чином: Спуск за допомогою ракетних двигунівТакож застосовується вираз «зворотньорушійна посадка». Для забезпечення гальмування та спуску цей спосіб вимагає наявності на борту апарата приблизно такого ж запасу палива, як для виводу цього апарата на орбіту з поверхні планети. Тому цей спосіб використовується на всій траєкторії спуску (як єдино можливий) лише під час посадки на поверхню небесного тіла, позбавленого атмосфери, (наприклад, Місяця). При наявності на планеті атмосфери ракетні двигуни використовуються лише на початковій стадії спуску — для переходу з космічної орбіти (траєкторії) на траєкторію спуску, до входження в атмосферу, а також на заключному етапі, перед самим торканням ґрунту, для погашення залишкової швидкості падіння. Аеродинамічне гальмуванняПід час швидкого входження в атмосферу космічного апарату виникає сила спротиву середовища — аеродинамічна, котра застосовується для цього гальмування.  Під час балістичного спуску вектор рівнодійних аеродинамічних сил спрямований прямо протилежно до вектора швидкості руху апарата. Спуск за балістичною траєкторією не вимагає керування.  Альтернативою балістичному спуску є ширяння. Зовнішній корпус апарата в цьому випадку має зазвичай конічну форму, крім того вісь конуса утворює певний кут (кут атаки) з вектором швидкості апарата, за рахунок чого рівнодійна аеродинамічна сила має складову, перпендикулярну до вектора швидкості апарата — підйомну силу. Завдяки підйомній силі, апарат знижується повільніше, траєкторія його спуску стає більш пологою, при цьому ділянка гальмування розтягується за довжиною та в часі, а максимальні перевантаження та інтенсивність аеродинамічного нагріву можуть бути знижені в кілька разів, порівняно з балістичним гальмуванням, що робить ширяючий спуск для людей більш безпечним та комфортним. Кут атаки під час спуску змінюється залежно від швидкості польоту та поточної щільності повітря. У верхніх, розріджених шарах атмосфери він може досягати 40°, поступово зменшуючись зі зниженням апарата. Це вимагає наявності на СА системи керування ширяючим польотом, що ускладнює та робить важчим апарат, у випадках, коли СА використовується для спуску тільки апаратури, котра здатна витримати більші перевантаження, ніж людина, використовується зазвичай балістичне гальмування. Орбітер космічного «човника» Спейс Шаттл, що під час повернення на Землю виконує функцію спускного апарата, ширяє на всій ділянці спуску від входу в атмосферу до торкання шасі посадкової смуги, після чого випускає гальмівний парашут.
 Спуск за допомогою парашутівЦей спосіб використовується після того, як на ділянці аеродинамічного гальмування швидкість апарата знизиться до дозвукової. Парашут у щільній атмосфері гасить швидкість апарата майже до нуля та забезпечує м'яку посадку його на поверхню планети. Інші варіантиВ деяких проектах космічних човнів багаторазового використання (зокрема, одноступеневих вертикального зльоту та посадки, наприклад, Delta Clipper) передбачається на кінцевій ділянці спуску, після аеродинамічного гальмування в атмосфері, також здійснювати безпарашутну моторну посадку на ракетних двигунах. Галерея
Див. такожПосилання
|
_3.jpg)
