На Марс и Венеру полетят на надувных кораблях
В этом году к Международной космической станции будет присоединен первый надувной модуль Bigelow Expandable Activity Module (BEAM). Он изготовлен компанией Bigelow Aerospace, специализирующейся на разработке и изготовлении исключительно надувных конструкций для использования в космосе и под водой. До того на МКС применялись только металлические конструкции. BEAM, наряду с надувными тормозными системами и тепловыми щитами, позволит сделать освоение космоса максимально безопасным, удобным и дешевым.
Как известно, посадка на поверхность Марса, особенно с экипажем на борту, сопряжена с рядом проблем, обусловленных, в частности, особенностями атмосферы Красной планеты. Специалисты NASA убеждены, что их помогут решить надувные технологии, на основе которых будут созданы обитаемые модули, а также тепловые щиты и тормозные системы, способные замедлить скорость снижения космического аппарата, вошедшего в тонкую и разреженную марсианскую атмосферу.
Обитаемый модуль BEAM, создание которого обошлось в $17,8 млн., станет первой надувной конструкцией МКС. Он будет доставлен на космическую станцию в грузовом отсеке корабля SpaceX Dragon и состыкован с МКС при помощи роботизированной руки-манипулятора Dextre. По завершению стыковки модуль накачают воздухом и он будет открыт для доступа со стороны внутренних отсеков станции.
Предполагается, что BEAM останется в составе МКС по крайней мере на два года. По словам Уильяма Джерстенмайера, представителя NASA, курирующего обеспечение длительных полетов человека в космос, надувной модуль предоставит астронавтам большой объем жизненного пространства и не обременит своим весом космический корабль. Кроме того, с его помощью можно будет оценить преимущества технологии надувных конструкций.
До того специалисты NASA разработали надувной тепловой щит IRVE-3 (Inflatable Reentry Vehicle Experiment), который защищает космический корабль от высокого давления и температуры в момент возвращения из космоса на Землю на гиперзвуковых скоростях. К сожалению, первые испытания IRVE-3 провалились в связи с взрывом на старте ракеты-носителя компании Orbital Sciences Corp. в октябре 2014 года. Из-за потери опытного образца потребуется некоторое время на создание нового надувного щита, который, как предполагается, отправится в космос на борту ракеты Antares в 2016 году.
Разработана и успешно испытана надувная тормозная система Low Density Supersonic Decelerator (LDSD), при помощи которой будут проводиться посадки на поверхность Марса. Она предназначена для обеспечения торможения спускаемого аппарата со скорости в 3.5 Маха до скорости в 2 Маха. При достижении скорости 3.5 Маха, надувная оболочка система LDSD раздуется, увеличится в размерах, что создаст дополнительное сопротивление, которое замедлит спускаемый аппарат до скорости, в два раза превышающей скорость звука. Для еще большего замедления хода в состав системы LDSD входит специальный сверхзвуковой парашют Supersonic Disksail Parachute, размер которого в два раза превышает использовавшегося при спуске марсохода Curiosity. Supersonic Disksail Parachute является на сегодня самым большим сверхзвуковым парашютом. При посадке аппарата парашют, в свою очередь, замедлит падение до скорости безопасного приземления или приводнения.
Впервые NASA планирует использовать надувную тормозную систему LDSD для посадки на поверхность Красной планеты марсохода следующего поколения Mars 2020 - миссия, соответственно, запланирована на 2020 год.
По словам ведущего инженера из центра NASA Нила Четвуда, при помощи надувных тормозных систем и тепловых щитов космические аппараты смогут совершать посадку в районах равнин близ Южного полюса Марса и в других местах, где посадка с использованием существующих технологий пока невозможна. "Мы пытаемся избежать использования реактивной тяги, стараясь использовать все свойства атмосферы. Это позволит уменьшить количество топлива, которое аппарат должен нести с собой с Земли", - говорит Четвуд.
Представители NASA отмечают, что отправка людей на Марс, которая запланирована ими на 2030-е годы, потребует создания ряда новых технологий. В частности, нужно разработать новые космические двигатели, усовершенствованные скафандры, системы дальней космической связи и конструкции обитаемых модулей, в которых будет находиться экипаж в космосе и на поверхности Красной планеты.
Основой большинства предстоящих разработок станут именно надувные технологии. Специалисты Центра NASA в Лэнгли работают над ними уже давно. Они планируют разработать, изготовить и испытать большие надувные системы для пилотируемых космических кораблей с экипажем в течение следующих пяти лет. Надувные технологии будут использоваться не только при проведении посадки на Землю и Марс: такими щитами можно оснащать космические аппараты для полетов на Венеру, Юпитер, Титан и другие планеты.