Сегодня ночью нас ждёт шикарный кордебалет, с огоньком и нарядными парашютами
Сегодня ночью, при снижении/торможении в земной атмосфере, экипаж «Ориона» выполнит то, что никто до него не делал в истории пилотируемой космонавтики — двухкратное погружение в атмосферу с промежуточным отскоком от нее обратно в космос.
Все дело в величине скорости, которую нужно погасить при возвращении с Луны — около 11 км/сек. Если ничего не мудрить и идти по самой щадящей баллистической траектории, то перегрузка достигнет 20g — специально натренированный человек может выдержать ее в течение нескольких секунд. Поэтому приходится идти на хитрость — спускаемые аппараты имеют специальную аэродинамическую форму и смещенный центр тяжести, взаимное положение которых позволяет при спуске в атмосфере получить небольшую подъемную силу (аэродинамическое качество, определяющее подъемную силу, при этом остается ниже единицы, но, тем не менее, больше нуля).
При спуске с околоземной орбиты (например, при возвращении с Международной космической станции) нужно погасить «всего-то» первую космическую скорость около 8 км/с, и управляемый спуск с таким аэродинамическим качеством позволяет получить перегрузки 3-4g, что вполне терпимо даже для космических туристов. Правда, в случае возникновения нештатных ситуаций спускаемый аппарат срывается в баллистический спуск (ориентируется вращением при отсутствии подъемной силы) и перегрузки увеличиваются до серьезных 8-9g, действующих в течение нескольких минут. Космонавтам при этом сильно не сахар, а туристы даже теряли сознание.
При возвращении с Луны на второй космической скорости все еще хуже, поэтому управляемый спуск с подъемной силой становится неизбежен.
Его можно реализовать двумя способами: либо очень плавным растягиванием снижения/торможения по длинной пологой траектории, либо двухкратным погружением в атмосферу с промежуточным отскоком в космос.
Первый способ использовался «Аполлонами» в конце 1960-х — начале 1970-х: они сначала ныряли в атмосферу для максимального торможения, но в какой-то момент переставали снижаться, продолжая торможение на постоянной высоте и не допуская дальнейшего роста перегрузки — это позволяло удержать ее в пределах 6-8g.
В случае аварийной ситуации «Аполлоны» могли и отскакивать от атмосферы на высоту до 9 км после первого погружения, но это ни разу не использовалось.
Второй способ был впервые применен на советских «Зондах», отрабатывавших облет Луны советскими космонавтами — после первого погружения над Индийским океаном спускаемый аппарат рикошетировал от атмосферы в космос, и затем уже окончательно погружался в нее с посадкой на территории СССР. «Зонды» летали с переменным успехом (был и баллистический спуск с 20g, и разгерметизация с преждевременным выпуском парашютов), поэтому до пилотируемых пусков дело так и не дошло.
И вот теперь такую схему возвращения, с двумя последовательными погружениями в атмосферу, штатно используют американские «Орионы».
В первом погружении до высоты 60 км перегрузка растет до 4g, а скорость гасится до первой космической, после чего корабль выскакивает на несколько минут из атмосферы, поднимаясь на высоту до 90 км. Экипаж переводит дух в кратковременной невесомости, пока остывает теплозащитный экран, после чего спускаемый аппарат окончательно входит в атмосферу со вторым пиком перегрузки в 3.5-4g. При этом автоматика постоянно «подруливает» креном, чтобы жестко контролировать не только перегрузку, но и дальность полета (боковую и продольную).
Такой двухкратный нырок позволяет не только снизить максимальную перегрузку и тепловые нагрузки на теплозащитный экран спускаемого аппарата, но и значительно повысить точность приземления (в случае «Орионов» — приводнения).
Все сказанное хорошо видно по первому беспилотному полету «Ориона» 11 декабря 2022 года.
В общем, сегодня ночью в 03:15 МСК нас ждет шикарный кордебалет, с огоньком и нарядными парашютами ))
Приглашаю всех посмотреть его вместе со мной на стриме Русской службы Би-би-си — увидимся!