Как NASA тестирует системы посадки космических аппаратов?

Перед реальными полётами любое оборудование тщательно тестируется. Давайте посмотрим, как, например, легендарное агентство NASA тестирует системы посадки космических аппаратов. Делается это с помощью комплекса точных симуляций в специализированных камерах и на стендах.

Камеры воспроизводят экстремальные перепады температур и вакуум космоса. Программное обеспечение тестируется на мощных компьютерах и часто используются данные о реальном рельефе местности с места посадки для отработки конкретных маневров приземления. С особой тщательностью проводятся физические испытания шасси и двигательных систем.

Из испытательного оборудования наибольший интерес вызывают термовакуумные камеры, вибростенды и полномасштабные компьютерные системы эмуляции реальности.

Термовакуумная камера представляет собой систему, которая имитирует температуру и давление космоса. Этакая микроволновка на максималках, внутри которой имитируются условия работы проверяемой системы. Они используются для испытания космических аппаратов, компонентов спутников и другого оборудования в контролируемой среде. В идеальном случае аппарат помещается в капсулу целиком. Но бывает что обкатывают некоторые элементы конструкции. Размеры такой камеры впечатляют. Они могут достигать десятков метров.

Камеры создают вакуум, аналогичный космическому, и могут имитировать экстремальные перепады температуры, что позволяет инженерам проверить, как компоненты системы посадки будут работать в суровых условиях. Это очень важный тест. Ведь пойти не так может что угодно. Например, вероятно вы помните историю с Фейнманом, где он выяснил, что один лишь резиновый уплотнитель стал источником катастрофы.

Для проверки способности космического корабля выдерживать перегрузки при запуске или посадке используют вибростенды. Это устройство имитирует силы, которые испытывает космический корабль, вызывая его вибрацию. Опять-таки, впечатляют размеры. Огромный агрегат способен целиком раскачивать с нужными показателями целый космический корабль. Испытываются части системы или целая конструкция.

Очень многие моменты проверяются посредством компьютерного моделирования. Это упрощает процесс и иногда допустимо исключать так реальные измерения. Впрочем, увы, далеко не всегда получается имитировать механически процессы в реальности. Поэтому, это очень полезный инструмент.

Для моделирования процесса используются высокодетализированные сложные компьютерные модели, включая картографирование рельефа, навигацию и схемы снижения, что позволяет инженерам выявлять потенциальные проблемы и оптимизировать алгоритмы посадки. Этакий симулятор реального полёта, где цена ошибки миллиарды долларов.

Если обратиться к реальным примерам использования, то NASA использовало обширное моделирование лунной поверхности для проверки системы посадки лунного модуля, включая тренировочные посадки на имитируемую местность. При подготовке к посадке на Марс инженеры использовали подробные карты местности для проверки системы посадки марсохода, включая сложные манёвры. Сбои в работе систем посадки космических аппаратов еще до начала реальных миссий - довольно частое явление и благодаря такому тщательному изучению они выявляются и проблемы исправляются.

---

⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!