Зонд ESA для исследования Венеры будет использовать аэродинамическое торможение

Европейское космическое агентство (ESA) поделилось некоторыми деталями о миссии EnVision, которая будет отправлена к Венере в начале 2030-х годов. В настоящее время разрабатывается проект зонда, а также ведется работа по изучению материалов, из которых следует изготовить компоненты аппарата. В данном случае это особенно важно, поскольку для EnVision выбран не самый традиционный способ выхода на орбиту.

Дело в том, что крупный аппарат, который запустит ракета Ariane 6, не сможет нести на борту достаточно много топлива, чтобы с помощью торможения двигателями выйти на целевую орбиту высотой 500 километров. Поэтому инженеры разработали план с аэродинамическим торможением об атмосферу Венеры – такая технология использовалась в миссии TGO на Марсе. Однако атмосфера Венеры гораздо плотнее марсианской, ее гравитация тоже существенно сильнее, поэтому разработчики EnVision вынуждены решать необычную задачу.

В 2014 году на аппарате Venus Express тестировалось аэродинамическое торможение в атмосфере Венеры. Зонд, который завершил научную работу, спускался по спирали, пока не сгорел, и инженеры собирали ценные данные для использования в последующих миссиях.

Планируется, что выход EnVision на целевую орбиту займет после достижения самой Венеры около двух лет, и за это время корабль совершит тысячи пролетов сквозь атмосферу планеты для торможения. Заходить на торможение аппарат будет с высокоэллиптической орбиты, в дальней точке которой расстояние до Венеры составит 250 тысяч километров, а в ближней – всего 130 км. Это значит, что на высокой скорости он будет погружаться в атмосферу планеты, и чтобы все компоненты корабля выдержали нагрузку и перегрев, необходимо правильно выбрать материал для их изготовления.

Собственно, испытаниями различных материалов и выбором занимаются сейчас инженеры миссии. В специальных камерах они испытывают разные сочетания материалов и их свойства. Помимо прочего, сложность состоит в том, что в верхних слоях атмосферы находится атомарный кислород, который имеет высокую реакционную способность и будет негативно воздействовать на материал корабля во время пролетов через атмосферу.

«Его концентрация ощутима, - сказал менеджер миссии EnVision Томас Воирин. – При одном пролете это не имеет особого значения, но за тысячи пролетов эффект накопится. Мы должны учитывать влияние атомарного кислорода, да еще и при высокой температуре. Мы хотим убедиться, что компоненты корабля будут устойчивы к эрозии, а также сохранят свои внешние свойства. Это означает, что они не будут разрушаться и не изменят тепловых характеристик, поскольку, например, из-за изменения цвета они могут изменить тепловой баланс, а на борту зонда будут находиться чувствительные научные инструменты, которым нужна конкретная температура. Также необходимо избегать прохождения каких-то реакций с выделением газа или отслоением твердых частиц».

Отметим, что помимо ESA миссию к Венере анонсировало NASA. Причем сразу две: DAVINCI+ и VERITAS. Они должны стартовать в период с 2028 по 2030 год. Также о планах по отправке к Венере исследовательского аппарата заявлял Китай и частная компания Rocket Lab. Аппарат EnVision рассчитан на основную четырехлетнюю миссию, он будет нести большой комплекс инструментов, которые позволят исследовать как геологию и структуру планеты, так и атмосферу до верхних слоев. NASA предоставит для этой миссии радар с синтезированной апертурой VenSAR, а также окажет поддержку посредством обеспечения двусторонней связи через свою сеть DSN.