Запас гелия позволит аппарату MESSENGER проработать дополнительный месяц на орбите возле Меркурия

IT новости на Учитель программирования Ру
В настоящее время космический исследовательский аппарат MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging), пробывший в космосе более чем десять лет, вращается на орбите вокруг Меркурия, а его оборудование функционирует лучше, чем планировало руководство миссии. Но его миссия так или иначе скоро подойдет к концу, полностью исчерпав запасы топлива в баках, аппарат не сможет корректировать траекторию своего движения и в марте 2015 года врежется в поверхность Меркурия. Однако, инженеры миссии придумали план, в котором будут использованы запасы гелия, служащего для создания давления в топливной системе двигателя аппарата, что позволит дать аппарату еще один дополнительный месяц “жизни”.

Как правило, в подобных исследовательских миссиях, выполняемых космическими аппаратами в автоматическом режиме, запас топлива является самой последней проблемой, волнующей руководство. Есть множество других вещей, которые могут пойти не так как запланировано задолго до того момента, когда в баках закончатся запасы топлива. Однако топливо является единственным расходным материалом на борту исследовательских космических аппаратов, который позволяет аппарату ориентировать свои антенны в направлении Земли и по мере необходимости поднимать аппарат на более высокую орбиту. Но, когда топливо заканчивается, аппарат, насколько совершенным он ни был бы, превращается в бесполезный кусок железа, который, двигаясь по спирали, рано или поздно сгорит, войдя в атмосферу, или врежется в поверхность на гиперзвуковой скорости.

Однако, реактивный двигатель аппарата MESSENGER, работающий на жидком топливе, способен один раз выработать небольшой импульс и без топлива. В этом двигателе имеется резервуар с гелием под высоким давлением, который служит для создания давления в топливной системе космического аппарата. И давление этого гелия достаточно велико, ведь при его помощи требовалось, впрыскивая в камеру сгорания топливо и окислитель, преодолевать немалое давление, возникающее при горении. И сейчас в резервуаре аппарата MESSENGER еще находится достаточно большое количество гелия, находящегося под высоким давлением.

Идея, придуманная инженерами миссии MESSENGER, заключается в использовании запаса гелия в качестве низкотемпературного топлива. В таком режиме реактивный двигатель аппарата сработает подобно детскому воздушному шарику, у которого открылось надувное отверстие.

Процедура осложняется тем, что данный случай является первым разом в истории, года газ, предназначенный для создания давления, будет использоваться в качестве топлива. Да и двигатель космического аппарата является намного более сложным устройством, нежели воздушный шарик. “Кроме этого, давление с резервуаром с гелием гораздо ниже, чем давление, возникающее в камере сгорания двигателя” – рассказывает Дэн О’Шонесси (Dan O’Shaughnessy), инженер миссии MESSENGER и сотрудник из Лаборатории прикладной физики университета имени Джона Хопкинса, – “Гелию, чтобы дойти до выпускного отверстия камеры двигателя, потребуется преодолеть многие клапана, трубки и другие элементы топливной системы. Помимо этого, гелий является одним из самых легких газов, поэтому его масса не позволит получить большого импульса”.

Момент, когда гелий может быть использован в качестве топлива, наступит, когда аппарат сблизится с Меркурием на дистанцию 25 километров. Специалисты НАСА рассчитывают, что в случае успешного проведения операции, орбита полета аппарата MESSENGER поднимется до 80 километров и это даст аппарату приблизительно еще один месяц “жизни”, который может быть использован для проведения наблюдений с небольшой высоты, включая съемку поверхности с высокой разрешающей способностью.

“Во время периода дополнительного функционирования, который продлится около четырех недель, аппарат MESSENGER произведет измерения магнитных полей Меркурия, сделав это с самой маленькой высоты за всю историю этой миссии” – рассказывает Хэдж Корт (Haje Korth), ученый из состава научной группы миссии, – “Объединение этих данных с данными более высотных измерений позволит нам определить все источники наблюдаемых явлений и происходящих процессов. Кроме этого, наблюдения, выполненные при помощи спектрометра Neutron Spectrometer с малой высоты, позволят нам решить загадку наличия льда, который хранится в глубине некоторых кратеров близ северного полюса планеты”.

Напомним нашим читателям, что космический аппарат MESSENGER, построенный специалистами университета имени Джона Хопкинса, был запущен с космодрома на мысе Канаверал 3 августа 2004 года. Аппарат занял орбиту возле Меркурия, самой близкой к Солнцу планеты Солнечной системы, 18 марта 2011 года, что потребовало совершение серии тщательно рассчитанных маневров, заключавшихся в нескольких пролетах мимо Земли, двух мимо Венеры и трех мимо Меркурия. После завершения своей основной миссии, которая заняла год времени, аппарат был задействован в выполнении двух расширенных миссий, последняя из которых, как предполагается, закончится в апреле 2015 года.

Источник


Поделиться ссылочкой: