КОСМИЧЕСКАЯ ПРАЩА

© А.В.Багров, В.А.Леонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2011 г.

Посадка космических аппаратов (КА) на планеты или астероиды имеет важное значение для исследования Солнечной системы. При этом сам спуск КА на их поверхности является одним из важнейших этапов космического полета, от успешного осуществления которого зависит результат всей миссии.

В настоящее время основными способами посадки КА на поверхности планет и астероидов являются аэродинамическое торможение спускаемого аппарата или применение тормозных ракетных двигателей. Способ посадки на поверхность объекта зависит от наличия или отсутствия на нем атмосферы и ее свойств, ускорения свободного падения, характеристик рельефа поверхности и других факторов.

Нами предложен иной способ посадки КА на поверхность какого-либо тела Солнечной системы, независимый от наличия на нем атмосферы. Принцип действия данного способа посадки заключается в следующем: КА «выстреливает» гарпун во вращающуюся планету (астероид), и зацепившийся за поверхность трос наматывается на планету со скоростью, равной скорости ее экваториального вращения. При этом КА движется вдоль троса, опираясь на него, с ускорением, которое позволяет осуществлять прочность троса и масса КА.

Подобным образом можно либо остановить вращение космического объекта, либо уравнять скорость КА относительно поверхности объекта при посадке на него и посадить КА на поверхность.

Однако, если КА приближается к планете, то, ускоряясь с опорой на трос, он может также и приобрести дополнительную космическую скорость. Вблизи планеты оставшаяся ненамотанной часть троса отстреливается, и КА с дополнительной скоростью продолжает движение. В качестве гарпуна можно использовать парашют или плавучий якорь, если планета имеет мощную атмосферу (например, Юпитер).

Если же КА удаляется от планеты и ускорение относительно натянутого троса влечет торможение КА относительно планеты, то это можно использовать для погашения космической скорости подлета при посадке на планету или астероид. Парашютно-тормозная система может быть дополнена элеронами высоты, чтобы обеспечить безопасный уровень торможения и исключить перегрев КА и его якоря.

При посадке на вращающееся тело предложенный способ позволит уравнять скорость КА относительно поверхности тела регулируемым торможением троса посредством наматывания последнего на космический объект. Можно рассчитать энергию вращения объекта, длину троса и скорость КА относительно объекта, чтобы торможением КА относительно троса полностью остановить вращение космического объекта. Это может быть важным элементом в миссиях, связанных с уводом опасного космического объекта от Земли и использованием для этого пристыкованных к нему реактивных двигателей.