Задача посадки на Марс

Задача посадки на Марс. Данные, полученные в результате полета межпланетной станции Маринер-4 , указывают на довольно низкое давление атмосферы у поверхности Марса по-видимому, не более 4 -f-7 мбар [28]. Согласно предыдущим оценкам [29, 30], давление у поверхности считалось равным 10 -f- 40 мбар. [c.131]

Рассматривается вход в атмосферу Марса беспилотных баллистических зондов показано, что мягкая посадка на Марс при том малом давлении у поверхности, данные о котором непрерывно уточняются, лежит на пределе технических возможностей. Можно ожидать, что при входе баллистических аппаратов в атмосферы Венеры и Юпитера на аппарат будут действовать значительные силы аэродинамического сопротивления отсюда следует, что для выполнения поставленной задачи необходимо использовать малые углы входа или аэродинамическую подъемную силу. [c.125]

В первую очередь следует рассмотреть вход в атмосферу баллистических летательных аппаратов. Ниже будет показано, что на конкретный профиль траекторий в основном оказывают влияние сила аэродинамического сопротивления и масса аппарата, а также угол входа, скорость входа и характеристики атмосферы планеты. Взаимосвязь этих параметров для данной траектории демонстрируется с помощью простых аналитических соотношений. Аналитическая модель траектории будет использована далее для обсуждения задач, возникающих при разработке одной из наиболее интересных космических операций — мягкой посадки беспилотного зонда на Марс. Затем рассматривается вопрос о максимальных перегрузках, возникающих на траекториях входа в атмосферы различных планет. [c.127]

Вследствие низкого давления атмосферы на поверхности Марса торможение баллистических аппаратов с помощью только аэродинамических средств представляется крайне сложной задачей, если аппарат должен совершить мягкую посадку на планету. Задача до некоторой степени облегчается, если можно увеличить баллистический параметр аппарата, что влечет за собой разработку аппаратов с малым весом и большим аэродинамическим сопротивлением и (или) использование пологих траекторий входа в атмосферу Марса. [c.157]

Вслед за автоматической станцией "Марс-2" стартовала в сторону Марса АМС "Марс-3" (28.05.71). При подлете к Марсу от АМС "Марс-3" (рис. 1.13) был отделен СА (02.12.71), который совершил мягкую посадку на поверхность планеты, что и было главной задачей полета. Решение ее осложнялось тем, что атмосфера Марса очень разрежена. А сведения о ее составе и плотности недостаточно достоверны. На планете возможны сильные ветры, рельеф поверхности Марса изучен мало, характер грунта почти не был известен. Конструкции аэродинамического конуса, парашютов и двигателя мягкой посадки были выбраны исходя из минимальной массы и их надежной работы в широком диапазоне возможных условий спуска и характеристик марсианской атмосферы. [c.33]

Первый аппарат, кроме политической задачи, решал, и чрезвычайно важную техническую. Дело в том, что мягкая посадка на поверхность планеты могла быть выполнена только при выдерживании расчетного угла входа спускаемого аппарата в атмосферу Марса с максимально допустимым отклонением от номинала в 5°. При большем угле входа не хватало времени для раскрытия парашютной системы, при меньшем — спускаемый аппарат рикошетировал от атмосферы и уходил в космическое пространство. [c.761]

Папример, США имеют большой опыт по посадке и взлету экипажа с Луны, посадке автоматических аппаратов на Марс. Поэтому целесообразно именно США взять на себя головную роль по разработке посадочного аппарата — одного из самых ответственных элементов экспедиции. Российская Федерация имеет большой опыт создания и эксплуатации орбитальных станций. Межпланетный орбитальный корабль по своим задачам очень близок к жилым модулям орбитальных станций. Поэтому Россия может взять на себя головную [c.792]

Посадка на спутники других планет связана с проблемой программирования такой встречи со спутником, что делает задачу более сложной. Прибывающий к планете корабль должен сначала выйти на захват ную орбиту, после чего определить оптимальную траекторию перехода с нее к естественному спутнику планеты. Как видно из рис. 6.1, для этого может потребоваться значительное изменение плоскости орбиты. Для посадки на спутники Марса не требуется проведения иных маневров, кроме выхода корабля на соответствующую спутниковую орбиту. [c.241]

При измерении или вычислении положения и скорости любого небесного тела нужны система координат и система измерения времени. В астрономии проблема выбора подходящей системы отсчета возникла уже тысячи лет тому назад. Вплоть до недавнего времени все измерения производились с поверхности Земли. Однако еще до создания искусственных спутников Марса и посадки человека на Луну часто было удобно вводить систему координат, не связанную с Землей. Например, при исследовании орбитального движения планет за начало координат принимали центр Солнца в спутниковых задачах за начало координат принимали центр планеты, а в звездной динамике — центр Галактики. В случае пилотируемого космического полета началом координат можно считать сам космический корабль. [c.30]

Впервые в практике экспедиций АМС был применен и успешно отработан новый способ навигации по телевизионным изображениям естественного небесного тела сложной формы, каким является спутник Марса Фобос. Необходимость использования такого способа была вызвана требованиями к знанию взаимного расположения АМС и Фобоса с высокой точностью (в пределах 1...2 км) для организации посадки. Результаты телевизионной съемки, проводимой с борта станции, передавали на Землю, удаленную от нее на расстояние, превышающее 200 млн км, когда сигнал только в одну сторону идет более 10 мин. Обработку всей информации проводили на земле , для чего было необходимо создать соответствующий комплекс программ и моделей. Прежде всего с применением всех имеющихся данных необходимо было разработать теоретическую модель фигуры Фобоса и программно-математический аппарат, позволяющий воспроизводить ее в различных условиях наблюдений спутника при разном освещении его Солнцем с учетом имеющихся на Фобосе кратеров, которые можно было бы использовать как некоторые реперные точки. Затем следовало создать сложнейший программно-математический аппарат (фавнения теоретических н реально полученных на борту АМС телевизионных изображений Фобоса и нахождения его геометрического центра для перехода к угловым величинам. В результате решения упомянутых и некоторых других задач определялись с достаточно высокой точностью инерциальные. бортовые , углы, зависящие прежде всего от параметров орбит станции и Фобоса [c.493]

Из предыдуп их рас-суждений следует, что из-за низкого давления у поверхности мягкая посадка на Марс после баллистического входа находится на грани технических возможностей. Для Венеры, у поверхности которой давление атмосферы в 1—3 раза больше ) чем у поверхности Земли, и для Юпитера с его очень высоким давлением у поверхности задача посадки решается прош,е, поскольку аппарат может иметь более высокую величину параметра ml oA. Однако вход в атмосферу этих планет приведет к большим отрицательным перегрузкам, о чем будет сказано ниже. [c.132]

Посадка на планеты и их спутники. Посадка представляет собой заключительный этап межпланетного полета, хотя, вообще говоря, он не всегда имеет место (как, например, в задачах 5-й группы). Возможность осуществления успешной посадки субракеты и ее возвращения на корабль-носитель в сильной степени зависят от характеристик самой планеты. По-видимому, сравнительно наиболее просто можно сделать посадку на Марс. После выхода корабля на захватную орбиту, где допустим значительный разброс в высоте и эксцентриситете, выбирается более точная орбита, после чего с помощью включения тяги соответствующим образом изменяются высота и эксцентриситет захватной орбиты. В предшествующих разведывательных полетах должны быть собраны данные о характере поверхности планеты и о местах, наиболее удобных для приземления , с тем чтобы выяснить, следует ли перед спуском субракеты изменять плоскость орбиты корабля-носителя. Наибольшие затраты топлива потребуются для осуществления посадки в полярных районах планеты (так как захватная орбита, грубо говоря, лежит в плоскости эклиптики). Поэтому мы здесь обсудим возможность посадки в тропические или субтропические области Марса. Целый ряд сведений об атмосферной оболочке планеты и о характере ее сезонных изменений, а также о сезонных изменениях на поверхности может быть получен с помощью посылки зондирующих ракет и спутников, которые могут быть оставлены возле планеты предыдущими экспедициями. [c.239]

НЕОБХОДИМОСТЬ ВЗАИМОСВЯЗАННОГО ВЫБОРА ПРОЕКТ-НО-БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КА. Под основными проектно-баллистическими характеристиками КА скользящего типа подразумевают прежде всего располагаемое аэродинамическое качество, а также приведеииую нагрузку на лобовую поверхность Р, (или баллистический параметр о ). Известно, что для аппаратов, управляемых по крену и осуществляющих посадку на планеты с более плотной атмосферой, решающее значение имеет величина Л расп> а величина Р, не играет прннщ -пиальной роли (по крайней мере, с баллистической точки зрения). Иначе обстоит дело при рассмотрении задачи спуска в атмосфере Марса. Здесь одинаково важное значение имеют оба рассматриваемых параметра. [c.437]

Действительно, АМС нельзя было сраэу направить к Фобосу хотя бы в силу того, что не были известны точно ни орбита марсианского спутника, нн его положение в пространстве. Еще за 2...3 месяца до запуска АМС точность знания эфемерид Фобоса составляла 100...150 км к середине февраля 1989 г. положение Фобоса было уточнено и задавалось с погрешностью в 20...30км, а для посадки на его поверхность, как указывалось выше, требуется точность знания в единицы км, Обычно в таких случаях выручал второй способ выведение аппарата на орбиту искусственного спутника исследуемого объекта. Но Фобос не может иметь а — коррекция орбиты собственный спутник масса Фабоса в станции 23.01.1988 г. 10 раз меньше массы Марса, силы тяготе- Б — маневр АМС для ее ния столь же малы. Для того чтобы ДАС выхода на переходную удержалась на поверхности спутника Мар- трехсуточную орбиту са, она должна каким-то образом зацепиться за грунт. Исходя из сказанного, для решения поставленной задачи необходимо было идти по длинному обходному пути за счет серий маневров и коррекций подвести станцию к Фобосу, постепенно выравнивая плоскость ее движения, периоды обраще- [c.491]

Дается краткий обзор текущих и недавно опубликованных работ, посвященных методам синтеза траекторий для исследования межпланетных операций, связанных с полетами к планетам. Круг рассматриваемых вопросов включает в себя попутный облет Венеры, полеты к планетам за Юпитером, полеты зондов для изучения Солнца с использованием гравитационных полей Юпитера и Венеры, применение импульсных маневров при облете планеты или на гелиоцентрических этапах полета, недавно предложенный комбинированный режим исследования Марса с облетом и посадкой. Кроме того, обсуждаются некоторые специализированные программы для ЭВМ, обеспечивающие расчет характеристик траекторий облета планеты, автоматическое построение контуров тра-екторных параметров и полный анализ траекторий с учетом задач по лета и параметров различных систем. [c.11]

НЕОБХОДИМОСТЬ ТОЧНОГО ВХОДА КА В ПЛОТНЫЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ МАРСА. Это приводит к задаче максимизации коридора входа (средствами управления на атмосферном участке движения). Причина заключается в том, что система внеатмосферной навигации и коррекции получается тем проще, надеж ией и легче, чем меньшую точность она должна обеспечить, т. е чем больше допустимый навигащюнный коридор. Для атмосфер ного участка — наоборот, чем точнее вход, тем проще организо вать оптимальные или близкие к ним режимы снижения. В та кнх условиях используют следующий компромиссный подход решают задачу максимизации коридора входа (max ДЛ,) и, исходя из полученных результатов и практических возможностей, выдвигают требования к величине навигационного коридора. НЕОБХОДИМОСТЬ МАКСИМАЛЬНОГО УМЕНЬШЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ЖЕСТКОЙ ПОСАДКИ КА И УВЕЛИЧЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ МЯГКОЙ ПОСАДКИ. Это выдвигает требования ограничить максимальную глубину погружения в плотные слои атмосферы, а также ставит проблему выбора места посадки. Разреженность атмосферы Марса вызывает стремление организовать движение в ее нижних приповерхностных слоях, где плотность наибольшая, чтобы максимальным образом увеличить эффективность ее тормозящих свойств. Однако это стремление противоречит большой неопределенности в знании рельефа поверхности Марса возможный перепад высот может достигать [c.436]

НЕОБХОДИМОСТЬ КОМПЛЕКСНОЙ УВЯЗКИ ВСЕХ УЧАСТКОВ ТРАЕКТОРИИ СПУСКА. При спуске в разреженной атмосфере Марса значительно возрастает роль участка мягкой посадки. Из-за существующей связи участков аэродинамического торможения и мягкой посадки возникает необходимость нх увязки. Комплексная оптнмнзащ1я траекторий спуска — это необходимый первоочередной этап всестороинего исследования проблемы мягкой посадки КА на поверхность Марса, позволяющий в конечном итоге наиболее эффективно решить поставленную задачу. Здесь очень большое значение имеет использование математической теории 0ПТИМИ38Щ1И. Во-первых, она позволяет устранить эмпирический подход к решению различных частных задач. Во-вторых, полученные прн оптимальном управлении численные результаты определяют тот теоретический предел, к которому надо стремиться при практическом построении той или ииой системы. [c.437]

В результате предлагаемого подхода комплексная задача оптимизации траекторнн снижения КА в атмосфере Марса (прн обеспечении условия минимума массы СМП) сводится к решению последовательно двух более простых эадач — сначала на участке мягкой посадки, а затем на участке основного аэродинамического торможения. Это позволяет избавиться от разрывов правых частей в сформулированной задаче и существенно упростить ее без нарушения общности. Кроме того, в результате решения первой задачи удается сформулировать достаточно простые критерии оптимальности для участка основного аэродинамического торможения. [c.438]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...