¿Pero por qué?
Una tarea urgente para la astronáutica a corto y medio plazo es la entrega de una carga útil a Marte (preferiblemente dirigida, con una precisión de cientos y decenas de metros). Rovers, estaciones robóticas, drones, colonos. Y esta tarea ya se ha resuelto repetidamente, y con el uso activo de la atmósfera enrarecida de Marte, pero las dimensiones de las elipses de dispersión para los vehículos tradicionales de descenso de cápsulas todavía son del orden de diez km (para Perseverancia - 7.7 km * 6.6 km )
Utilizando los ejemplos de la misión AEOLUS propuesta en los años 90 del siglo pasado y siendo creada ya en nuestro tiempo, hoy SpaceX "Starship" muestra las posibilidades de maniobras aerodinámicas en la atmósfera de Marte y las características que la gravedad más débil y la tenue atmósfera de Marte impondrá la apariencia de la nave espacial diseñada para maniobras de captura aérea y vuelo hipersónico controlado en la atmósfera de Marte.
Características del ambiente
Primero, la atmósfera de Marte es mucho menos densa que la de la Tierra. Pero incluso en la Tierra, la desaceleración aerodinámica comienza a una altitud de ~ 80 km, donde la densidad del aire es de solo 0.00002 kg / m 3 (en la cabeza de alta velocidad, la velocidad al cuadrado gana la densidad)
Si usamos el modelo de la atmósfera marciana presentado por el Centro Glenn de la NASA , entonces:
Se puede distinguir un corredor de ~ 15 - 45 km, donde las densidades corresponden al corredor "terrestre" de frenado aerodinámico ~ 40 - 60 km
La densidad de la atmósfera en un pozo de gravedad más débil no disminuye tan rápidamente con la altitud, la atmósfera de Marte es adecuada para frenar desde velocidades parabólicas.
En la etapa inicial del aerofreno, puede intentar volar con sustentación negativa para compensar la débil gravedad de Marte.
El caso más interesante es el aerofrenado en la cúspide de la trayectoria de transición "Homan".
Altura de entrada a la atmósfera superior: 125 km;
Velocidad: 6,1 - 7 km / s;
Ángulo de descenso: 10-15 grados.
EOLO
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Pershing-2.
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AEOLUS
, ( 5,5) (~ 2,1 - 2,2) (~ 0,09 - 0,12). AEOLUS ~ 6360 / 2. 1900 .
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AEOLUS
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STARSHIP
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Starship
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Starship (1,62), ( 2625 /2).
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AEOLUS Starship
number crunching
( ) , - ( , 25 "" 10 )
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Node.js - Rocket Science
Por si acaso, las notas anteriores sobre el programa para calcular trayectorias y el programa para calcular la aerodinámica . Se adjuntan enlaces a los repositorios relevantes.