ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕСАНТНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ПЛАНЕТАРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

© В.А.Воронцов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2007 г.

Проведен анализ особенностей исследования небесных тел Солнечной системы с плотной и разряженной атмосферой. Рассмотрены особенности разработки средств торможения спускаемых аппаратов (СА), российских и зарубежных автоматических межпланетных станций типа «Венера», «Вега», «Марс», «Викинг», «Гюйгенс», а также возвращаемых на Землю аппаратов и проектных разработок «5М», «МSSR», «Веста», «Марс-94». Показано, что до 50% массы всего СА может составлять масса систем мягкой посадки (или вывода на высоту дрейфа, при осуществлении аэростатного эксперимента в проекте «Вега» и «Марс-94»). Проведен анализ структуры СА и проектирование его, как сложной системы. Проведен анализ методов проектирования СА, используемых в практической работе конструкторского бюро, а также при проведении теоретических исследований и проработок. Отмечено большое количество проектных параметров, ограничений и случайных факторов, в значительной степени определяющих проектные решения. Показан вероятностный характер большинства действующих возмущений как на СА, в целом, так и на отдельные его системы, в частности, – средства торможения на каждом из этапов их функционирования.

Показано, что в качестве наиболее общей модели функционирования может быть рассмотрена схема спуска в разряженной атмосфере Марса, состоящая из:

– участка аэродинамического торможения с использованием переменного по траектории качества;

– участка торможения с использованием дополнительных раскрывающихся поверхностей (парашютов);

– участка активного торможения с помощью двигательной установки.

Анализ исследования планет Венера и Марс с помощью аэростатных станций показал влияние внешних условий функционирования на формирование схемных решений исследовательских космических аппаратов, аэростатных зондов и систем ввода их в действие. Из существующих аэростатных технологий выделены схемообразующие признаки, что позволило свести возможные схемные решения систем ввода в действие к конечному числу допустимых вариантов, из множества которых осуществлялся выбор инвариантных решений для венерианской и марсианской экспедиций.