Научный архив: статьи

Планета Венера имеет плотную и “агрессивную” атмосферу, высокие температуру и давление, сильные ветры, в связи с чем возникают специфические условия для функционирования на ней исследовательских аппаратов. Поэтому такое техническое средство, как зонд-пенетратор, является наилучшим инструментом для сбора первичной научной информации о физико-химическом составе грунта, изучения сейсмической активности и климата, который поможет исследовать грунт Венеры. Проведен анализ существующих проектов, посвященных данной тематике, выбран прототип - проект “Марс-96”, на базе которого можно смоделировать баллистический спуск в атмосфере космического аппарата, содержащего два пенетратора. Создана математическая модель движения зонда-пенетратора в атмосфере Венеры, и с ее помощью выполнены оценочные расчеты прототипа с разными массово-габаритными характеристиками. Поскольку во время движения аппарата в атмосфере планеты на него влияет множество возмущающих факторов, а именно ветра, турбулентности, погрешности приборов и др., их необходимо учитывать, для того чтобы получить корректные данные. Для этого была составлена соответствующая математическая модель, а также проведено стохастическое моделирование спуска методом Монте-Карло. Кроме того, в процессе моделирования были учтены возмущения по начальным условиям, связанные с погрешностью измерения приборов. В результате проведенных исследований были построены графики зависимостей траекторных параметров (скорости, траекторного угла, дальности полета, высоты, давления на мидель и др.), показавшие, что зонд достаточно аэродинамически устойчив, для того чтобы обеспечивать стабильное движение в атмосфере Венеры. При этом выяснилось, что расчетное значение скорости перед контактом с поверхностью составляет около 10 м/с и что этого недостаточно для внедрения в грунт.