Щит магнитно-плазменного торможения

Магнитно-плазменный парашют позволит космическим аппаратам мягко садиться на поверхность планет, имеющих атмосферу. "Парашюты", состоящие из плазмы, заключенной в ловушку магнитного поля, в недалеком будущем смогут обеспечить мягкое приземление космических аппаратов на поверхность планет, имеющих атмосферу.

Это станет возможным благодаря работе двух частных космических компаний, заключивших контракты с НАСА, которые должны создать и продемонстрировать работу технологии магнитно-плазменного торможения (magnetoshell aerocapture), технологию создания вокруг космического аппарата магнитного щита, родственного щиту, создаваемому магнитосферой Земли и защищающему нашу планету от космического излучения. Если технология плазменного торможения окажется работоспособной и ее испытания завершатся успехом, то в скором времени начнется разработка систем торможения, способных обеспечить доставку тяжелых грузов на поверхности Марса и возврат космических аппаратов с орбиты на Землю.

Когда космический аппарат входит в плотные слои атмосферы планеты на большой скорости, он буквально врезается в молекулы воздуха, что становится причиной возникновения высокой температуры и создания плазменной оболочки вокруг аппарата. Этому высокотемпературному воздействию подвергаются как сам космический аппарат, так и элементы тормозных систем, которые должны быть оснащены высокотемпературной защитой. И чем больше вес аппарата, тем более остро встает проблема его торможения и защиты от высокой температуры.

Для крупных спускаемых аппаратов специалисты НАСА разработали новые технологии торможения и тепловой защиты, как недавно испытанный надувной щит Low Density Supersonic Decelerator (LDSD), прозванный "летающей тарелкой". "Но технология магнитно-плазменного торможения - это одна из самых революционных идей нынешнего времени" - рассказывает Мишель Мюнк из Управления НАСА по космической технике для новых миссий, - "Эта технология не только позволит замедлить скорость спуска космического аппарата, но и одновременно обеспечит качественную тепловую защиту".

В работы по созданию технологии магнитно-плазменного торможения вовлечена компания MSNW из Редмонда, которая получила в прошлом месяце грант от НАСА. Эта компания должна рассчитать и изготовить элементы микроспутника класса CubeSat, оборудованного собственным генератором магнитного поля. Этот кубический миниатюрный спутник будет доставлен на борт Международной космической станции в 2015 году, после чего он будет запущен в строну Земли, где он предпримет попытку войти в плотные слои атмосферы и не сгореть при этом. Внутри спутника будет находиться катушка из медного провода, которую будет питать батарея литий-ионных аккумуляторов. Эта катушка создаст вокруг спутника магнитное поле, которое поймает в свою ловушку плазму, образующуюся при входе спутника в атмосферу. Плазменная оболочка выступит в роли защитного пузыря, который будет отталкивать молекулы воздуха, препятствуя дальнейшему нагреванию и оказывая тормозящее воздействие на спутник.

Собственно спутник CubeSat будет изготовлен специалистами второй компании, компании Altius Space Machines из Луисвилла. Но, согласно условиям контракта с НАСА эта компания должна будет еще выполнить работы по изготовлению большой защитной катушки, диаметром около 5 метров, которая может быть использована для создания плазменного щита вокруг космических аппаратов большого размера, включая и аппараты с людьми на борту, которые будут совершать посадку на поверхность Марса или возвращаться из космоса на Землю.

Естественно, подобные технологии требуют весьма значительных энергетических затрат, которые находятся за пределами возможностей современных аккумуляторных батарей. Тем не менее, специалисты НАСА считают, что в любом случае эта "овчинка стоит выделки", ведь при помощи технологии магнитно-плазменного торможения можно будет не только опускать на поверхность спускаемые модули и космические корабли. С ее помощью можно будет эффективно возвращать неповрежденными отработавшие свое ступени ракет-носителей, превращая их в узлы многократного использования.