Поделиться
Гостей радушно встречает Владимир ЕРМАЧЕНКО, создатель и "хозяин" торцевого холовского ускорителя, единственного в мире по своей мощности. На нем можно полностью смоделировать те условия, которые встретят космический аппарат при входе в атмосферу любой планеты. И уже на земле подготовиться к ним, создав необходимую защиту. А коль есть такая установка, то она очень востребована. Вот и Валерий ФИНЧЕНКО, начальник Центра аэродинамического и теплового проектирования космических аппаратов, наведывается сюда постоянно. Он уже и на даче Ермаченко побывал, и порыбачил с ним на Березине, и уху научился по-белорусски готовить. Лет десять их дружбе, и все это время не прекращалась совместная работа на космос, особенно по марсианской тематике.
- Мы продолжаем начатые еще в 90-е годы работы, - говорит Валерий Семенович. - Наше НПО имени Лавочкина - известная фирма, которая занимается разработкой автоматических станций, выполняет работы по созданию спутников связи, спутников наблюдения за поверхностью Земли и других, решающих научные задачи, в том числе полеты к другим планетам, изучение их атмосферы, поверхности. И сегодня в соответствии с Федеральной космической программой России мы работаем над проектом, который предусматривает запуск космического аппарата на один из спутников Марса - Фобос. Этот аппарат должен сесть, сделать забор грунта, примерно сто грамм, и доставить его на Землю.
Проблем здесь возникает множество. Посадка на Фобос осложнена тем, что у него отсутствует гравитация. Там сложно, как мы говорим, "приякориться". Любой объект, коснувшись Фобоса, отскочит от него, как мяч, и не сможет закрепиться. Есть механизмы, которые обеспечивают прижатие. Например, аппарат касается спутника и как бы присасывается к его поверхности. Или метод гарпуна. Гарпун вонзается в грунт Фобоса, а затем аппарат подтягивается лебедочкой и мягко садится. Надо решить и баллистическую задачу - аппарат сначала выходит на орбиту Марса и ждет, пока эта орбита сблизится с орбитой Фобоса. Кроме того, мы хотим оставить модуль на поверхности спутника. Он будет там находиться в течение года. И нужно обеспечить его тепловую защиту. Когда Фобос входит в тень Марса, то там большое колебание температур - от плюс 20 до минус 170. Поэтому должны быть предусмотрены источник тепла, трассы подачи его к узлам.
Но больше всего нас волнует возвращение нашего аппарата на Землю. И особенно во время вхождения его в плотные слои атмосферы. А он "вонзится" в них с огромной скоростью, которая превысит первую космическую. Это свыше 11 километров в секунду. Лобовая поверхность аппарата подвергнется мощному тепловому удару в 11 тысяч градусов. Нам надо обеспечить надежную защиту, уберечь капсулу с грунтом. Этой проблемой мы и занимаемся совместно с белорусскими специалистами, решаем вопросы аэротермодинамики. С такой миссией и прибыли в Минск.
- И что конкретно надо сделать?
- Мы должны выбрать теплозащиту из имеющихся материалов, выполнить из них надежную охрану лобового экрана. Суть проблемы такова. Коль температура достигает 11 тысяч градусов, то она должна пойти на испарение материала, которым мы оснастим лобовую часть, и не проникнуть внутрь аппарата. Иначе будет перечеркнута вся цель экспедиции, в буквальном смысле сгорит труд многих людей. И не там, на марсианских трассах, а возле Земли. Наша задача не допустить такого обидного срыва, а поэтому проводим ряд испытаний - нам надо четко определиться, какой материал выдержит температурные сверхперегрузки. Вот вы видите на столе пять образцов. Мы из них должны выбрать самый надежный.
- Еще не выбрали?
- Делаем ставку на сублиматоры из кремниевоорганических соединений. Они пока не применяются в космической технике, хотя мы с Ермаченко испытываем их уже много лет. Раньше использовали астботекстолит, пропитанный разными смолами, стеклопластики. Но теперь нам нужно найти материалы более эффективные и малого веса. Так вот, материал под названием "стерольный силикон кремниевоорганический" в два раза легче предшественников. А это имеет решающее значение. В космонавтике мы боремся за каждый сброшенный грамм веса.
Кстати, поиск этот мы начали еще в середине 90-х годов, когда занимались так называемой гибкой теплозащитой. На изделии "Марс-96" имелся своеобразный пинетратор. В аппарате он занимал мало места, а при вхождении в атмосферу Марса для эффективности торможения шарообразно распускался, надувался и таким образом гасил скорость. Там мы впервые использовали стерольный силикон, пропитывая им ткань гибкой теплозащиты. Тогда нам здорово помог коллектив белорусского Института тепло- и массообмена. А сейчас по сути продолжение начатого дела. Надеюсь, оно будет успешным.
И еще. Мы приезжаем в Минск потому, что в России нет такого ускорителя. Есть плазменные установки небольшой мощности, но они не могут отразить реальную картину. А уникальный агрегат, которым располагают наши белорусские коллеги, способен создавать тепловые потоки плотностью до 40 мегаватт на метр квадратный. Это то, что надо. В общем, будущие серьезные космические экспедиции начинаются отсюда. Мы очень благодарны за сотрудничество коллективу Института тепло- и массообмена имени Лыкова, руководству Национальной академии наук и лично Владимиру Степановичу.
- Работая над проектом "Фобос - грунт", нам предстоит решить еще немало проблем, провести множество испытаний, - говорит Владимир Ермаченко. - А это не просто, даже имея такой мощный ускоритель, как наш. Работа затратная, требует специальных материалов. Только один запуск установки стоит от 300 до 500 долларов. Но дело нужное, интересное и очень перспективное. Уверен: все, что от нас зависит, мы выполним в срок и с большой точностью. Возможно, нам не удастся приблизить то время, о котором мечтают романтики, - яблони на Марсе не зацветут. А вот полеты туда человека станут реальностью.