Разработана модель для изучения ударных волн в атмосфере Марса

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) изучили ударные волны в неравновесном углекислом газе и создали математическую модель, которая поможет точнее рассчитывать условия входа космических аппаратов в атмосферу Марса. Разработка позволит избежать ошибок при проектировании теплозащиты и повысит безопасность будущих миссий, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Наша математическая модель описывает течение смеси углекислого газа и инертного газа, используя кинетическую теорию неравновесных процессов с учетом многомасштабных явлений. <...> Созданная модель строится на основе анализа микроскопических процессов - столкновений частиц и разных механизмов колебательной релаксации CO, чтобы определить ключевые факторы, влияющие на течение", - привели в пресс-службе слова заведующей кафедрой гидроаэромеханики СПбГУ, профессора РАН Елены Кустовой.

Уточняется, что ударные волны в смеси углекислого газа (CO) и инертных газов изучаются для анализа параметров неравновесного газа и тепловых потоков при высоких температурах. Такие волны возникают при гиперзвуковых полетах, поэтому их изучение необходимо для моделирования входа спускаемых аппаратов в атмосферу Марса, основу которой составляет CO.

По данным пресс-службы, ученые СПбГУ изучили ударные волны в неравновесном CO и на основании результатов исследования создали математическую модель, которая позволяет детально анализировать структуру ударных волн в углекислом газе и его смесях с инертными газами. Для численного решения разработан собственный код. Таким образом, весь процесс - от теоретического обоснования до расчетов - выполняется самостоятельно, без использования готовых решений.

Результаты исследования показали, что диффузия существенно влияет на теплопередачу в смеси CO и гелия. Однако в традиционном подходе этот процесс не учитывается, из-за чего расчеты дают заниженный в два раза тепловой поток. Разработка ученых СПбГУ помогает избежать этого и значительно увеличивает точность прогноза нагрева спускаемых космических аппаратов.