Ученые ЕКА смоделировали вход зонда в атмосферу Урана и Нептуна
Европейское космическое агентство (ЕКА) в рамках программы Voyage 2050 собирается заняться созданием и запуском в период 2035-2050 годов космических аппаратов для исследования планет-гигантов Солнечной системы, экзопланет с умеренным климатом или галактических экосистем, а также новыми физическими исследованиями ранней Вселенной.
Пока же специалисты смоделировали вход спускаемого аппарата в атмосферу Урана и Нептуна — наименее изученных планет нашей Солнечной системы. Испытания проводились в гиперзвуковой аэродинамической трубе T6 Stalker в Оксфордском университете в Великобритании, а также в плазменных аэродинамических трубах Штутгартского университета в Германии.
T6 Stalker — самая «быстрая» аэродинамическая труба в Европе: газовый поток в ее рабочей части достигает скорости 20 км/с. С помощью тепловых потоков и конвективного нагрева ученые смоделировали движение аппарата, входящего в атмосферу ледяных гигантов. Эти плотные небесные тела не похожи ни на какие другие планеты нашей Солнечной системе. Их атмосфера состоит в основном из водорода (H2), гелия (He) и, в случае Нептуна, следов метана (CH4). Несмотря на то, что их атмосферы очень холодные, зонд значительно нагрелся бы при встрече с их газовыми оболочками.
В ходе тестов удалось смоделировать скорость входа 19 км/с, а во время следующих испытаний ученые планируют имитировать скорость 24 км/с — примерно столько нужно, чтобы зонд вышел на орбиту Урана или Нептуна.
«Проблема заключается в том, что любой зонд будет подвергаться воздействию высоких давлений и температур, и, следовательно, потребуется высокоэффективная система тепловой защиты, способная выдержать вход в атмосферу в течение периода времени, требуемого для работы научной аппаратуры», — пояснили в ЕКА. Перед тем как начать проектирование подобного аппарата, агентство собирается адаптировать существующие испытательные стенды европейских центров для воспроизведения состава атмосферы ледяных гигантов и соответствующих скоростей.
В отличие от своих более крупных собратьев — Юпитера и Сатурна — атмосферы Урана и Нептуна содержат больше тяжелых элементов, а также значительное количество метана, который и окрашивает облака планет в голубой цвет. Все это специалисты будут учитывать при планировании будущего полета. Полет на Нептун и Уран — одна из целей как для ЕКА, так и для NASA. Потенциальная возможность запуска аппарата ЕКА к ледяным гигантам может быть в начале 2030-х годов.
