
Космический лифт для исследования Фобоса: уникальная работа студентки Самарского университета
Фобос — один из двух спутников Марса, который представляет большой интерес для науки и космических исследований. Он имеет неправильную форму, низкую плотность и многочисленные кратеры на поверхности. Его происхождение до сих пор остается загадкой: возможно, он является захваченным астероидом или образовался из обломков, выброшенных при столкновении Марса с другим телом. Его орбита постепенно уменьшается, и через несколько миллионов лет он либо разобьется, либо упадет на поверхность красной планеты.
Исследование Фобоса может дать нам ценную информацию о прошлом и будущем Марса, а также о возможности использования его ресурсов для человеческой эксплорации красной планеты. Однако из-за его маленького размера и слабой гравитации, посадка на него представляет собой большую техническую сложность. Как же можно доставить научную аппаратуру на поверхность Фобоса без риска потерять ее или повредить спутник?
Один из возможных способов — использование «космического лифта», который состоит из длинного кабеля, протянутого от космического зонда, висящего в нескольких километрах над поверхностью Фобоса, до спускаемого аппарата с приборами и датчиками. Такой метод позволит избежать жесткой посадки и снизить расходы на запуск ракет. Кроме того, «космический лифт» может быть использован не только для исследования Фобоса, но и для других подобных спутников планет Солнечной системы.
Дарья Нерядовская — студентка третьего курса факультета ракетно-космической техники Самарского университета имени Королева. Она занимается научной работой под руководством профессора Александра Ледкова, заведующего кафедрой теоретической механики и мехатроники. Ее интерес к космическим исследованиям пробудился еще в школе, когда она участвовала в различных олимпиадах и конкурсах по физике и астрономии.

В своей работе Дарья доказала возможность исследования спутника Марса Фобоса с помощью «космического лифта». Она разработала математическую модель движения космического аппарата вокруг Фобоса и предложила способ определения его ориентации. Работа была отмечена премией Российского научного фонда и получила высокую оценку от международных экспертов.
Дарья Нерядовская является первой в мире, кто рассчитал параметры для двух точек Лагранжа в системе Марс — Фобос. Точки Лагранжа — это точки гравитационного равновесия между двумя телами, в которых третье тело может находиться без затрат энергии. В системе Марс — Фобос есть пять таких точек, но только две из них (L1 и L2) подходят для размещения «космического лифта». Дарья Нерядовская рассчитала, какой должна быть длина кабеля, масса зонда и спускаемого аппарата, скорость и угол спуска, чтобы «космический лифт» работал максимально устойчиво и надежно в обеих точках Лагранжа.
Согласно концепции проекта НАСА PHLOTE (Phobos L1 Operational Tether Experiment, «Флоут»), который был обнародован в 2017 году, космический зонд PHLOTE, находясь на высоте примерно 3 км от поверхности Фобоса, спустит на тросе из углеродных нанотрубок аппарат с приборами и датчиками. После выполнения цикла исследований спускаемый аппарат можно будет поднять обратно на борт зонда и доставить на Землю или использовать в другой точке пространства.
Для того чтобы «космический лифт» работал максимально устойчиво и надежно, необходимо, чтобы центр тяжести тросовой системы находился в одной из точек Лагранжа в системе Марс — Фобос: L1 или L2. Другими словами, космический аппарат будет в гравитационном равновесии между Марсом и Фобосом. Сложность состоит в том, чтобы максимально устойчиво зафиксировать «космический лифт» над спутником, ведь Фобос движется. Более того — рядом есть Марс со своей гравитацией.
Ученые НАСА планировали задействовать только одну точку либрации и исследовать только одну сторону Фобоса, Дарья Нерядовская же рассчитала параметры и для второй точки Лагранжа, которая позволит разместить «космический лифт» на обратной стороне спутника, которую не видно с Марса. Два «космических лифта» позволят изучать марсианскую луну с обеих сторон. Кроме того, если в проекте НАСА спустить на Фобос можно аппарат весом 15 кг, расчеты самарской студентки позволяют увеличить вес аппарата с приборами до 50 кг. Это означает, что «космический лифт» может доставить на поверхность Фобоса более сложную и мощную научную аппаратуру, которая может проводить более глубокие и детальные исследования спутника.
Перспективы реализации проекта НАСА PHLOTE и его потенциал для научных открытий и человеческой эксплорации Марса и его спутников
Проект НАСА PHLOTE пока не реализован и последние несколько лет представлен в открытых источниках лишь в виде общей концепции, без подробностей и какого-либо математического обоснования. Однако работа Дарьи Нерядовской дает необходимое математическое обоснование для осуществления в перспективе такой миссии. Кроме того, она показывает, что «космический лифт» может быть использован не только для Фобоса, но и для других подобных спутников планет Солнечной системы, например, для Деймоса — второго спутника Марса.
Реализация проекта НАСА PHLOTE может иметь большое значение для науки и космических исследований. Он может дать нам новые знания о происхождении, структуре, составе и эволюции Фобоса, а также о его взаимодействии с Марсом и солнечным ветром. Он может также помочь нам понять, какие ресурсы есть на Фобосе и как их можно использовать для человеческой эксплорации Марса и его окрестностей. Например, Фобос может служить базой для заправки ракет топливом или для отправки роботов на поверхность Марса.
Проект НАСА PHLOTE также может стать примером для разработки и реализации других проектов, использующих «космический лифт» для исследования других спутников планет Солнечной системы. Такой метод может быть более эффективным, экономичным и безопасным, чем традиционные способы посадки на них.
— Дарья Нерядовская.
Исследование Фобоса может дать нам ценную информацию о прошлом и будущем Марса, а также о возможности использования его ресурсов для человеческой эксплорации красной планеты. Однако из-за его маленького размера и слабой гравитации, посадка на него представляет собой большую техническую сложность. Как же можно доставить научную аппаратуру на поверхность Фобоса без риска потерять ее или повредить спутник?
Один из возможных способов — использование «космического лифта», который состоит из длинного кабеля, протянутого от космического зонда, висящего в нескольких километрах над поверхностью Фобоса, до спускаемого аппарата с приборами и датчиками. Такой метод позволит избежать жесткой посадки и снизить расходы на запуск ракет. Кроме того, «космический лифт» может быть использован не только для исследования Фобоса, но и для других подобных спутников планет Солнечной системы.
Первая в мире, кто рассчитал параметры для двух точек Лагранжа в системе Марс — Фобос
Дарья Нерядовская — студентка третьего курса факультета ракетно-космической техники Самарского университета имени Королева. Она занимается научной работой под руководством профессора Александра Ледкова, заведующего кафедрой теоретической механики и мехатроники. Ее интерес к космическим исследованиям пробудился еще в школе, когда она участвовала в различных олимпиадах и конкурсах по физике и астрономии.

В своей работе Дарья доказала возможность исследования спутника Марса Фобоса с помощью «космического лифта». Она разработала математическую модель движения космического аппарата вокруг Фобоса и предложила способ определения его ориентации. Работа была отмечена премией Российского научного фонда и получила высокую оценку от международных экспертов.
Дарья Нерядовская является первой в мире, кто рассчитал параметры для двух точек Лагранжа в системе Марс — Фобос. Точки Лагранжа — это точки гравитационного равновесия между двумя телами, в которых третье тело может находиться без затрат энергии. В системе Марс — Фобос есть пять таких точек, но только две из них (L1 и L2) подходят для размещения «космического лифта». Дарья Нерядовская рассчитала, какой должна быть длина кабеля, масса зонда и спускаемого аппарата, скорость и угол спуска, чтобы «космический лифт» работал максимально устойчиво и надежно в обеих точках Лагранжа.
Как работает «космический лифт» для исследования Фобоса?
Согласно концепции проекта НАСА PHLOTE (Phobos L1 Operational Tether Experiment, «Флоут»), который был обнародован в 2017 году, космический зонд PHLOTE, находясь на высоте примерно 3 км от поверхности Фобоса, спустит на тросе из углеродных нанотрубок аппарат с приборами и датчиками. После выполнения цикла исследований спускаемый аппарат можно будет поднять обратно на борт зонда и доставить на Землю или использовать в другой точке пространства.
Для того чтобы «космический лифт» работал максимально устойчиво и надежно, необходимо, чтобы центр тяжести тросовой системы находился в одной из точек Лагранжа в системе Марс — Фобос: L1 или L2. Другими словами, космический аппарат будет в гравитационном равновесии между Марсом и Фобосом. Сложность состоит в том, чтобы максимально устойчиво зафиксировать «космический лифт» над спутником, ведь Фобос движется. Более того — рядом есть Марс со своей гравитацией.
Ученые НАСА планировали задействовать только одну точку либрации и исследовать только одну сторону Фобоса, Дарья Нерядовская же рассчитала параметры и для второй точки Лагранжа, которая позволит разместить «космический лифт» на обратной стороне спутника, которую не видно с Марса. Два «космических лифта» позволят изучать марсианскую луну с обеих сторон. Кроме того, если в проекте НАСА спустить на Фобос можно аппарат весом 15 кг, расчеты самарской студентки позволяют увеличить вес аппарата с приборами до 50 кг. Это означает, что «космический лифт» может доставить на поверхность Фобоса более сложную и мощную научную аппаратуру, которая может проводить более глубокие и детальные исследования спутника.
Перспективы реализации проекта НАСА PHLOTE и его потенциал для научных открытий и человеческой эксплорации Марса и его спутников
Проект НАСА PHLOTE пока не реализован и последние несколько лет представлен в открытых источниках лишь в виде общей концепции, без подробностей и какого-либо математического обоснования. Однако работа Дарьи Нерядовской дает необходимое математическое обоснование для осуществления в перспективе такой миссии. Кроме того, она показывает, что «космический лифт» может быть использован не только для Фобоса, но и для других подобных спутников планет Солнечной системы, например, для Деймоса — второго спутника Марса.
Реализация проекта НАСА PHLOTE может иметь большое значение для науки и космических исследований. Он может дать нам новые знания о происхождении, структуре, составе и эволюции Фобоса, а также о его взаимодействии с Марсом и солнечным ветром. Он может также помочь нам понять, какие ресурсы есть на Фобосе и как их можно использовать для человеческой эксплорации Марса и его окрестностей. Например, Фобос может служить базой для заправки ракет топливом или для отправки роботов на поверхность Марса.
Проект НАСА PHLOTE также может стать примером для разработки и реализации других проектов, использующих «космический лифт» для исследования других спутников планет Солнечной системы. Такой метод может быть более эффективным, экономичным и безопасным, чем традиционные способы посадки на них.
С помощью размещенной над Фобосом системой видеонаблюдения можно будет с достаточно близкого расстояния следить за ходом исследовательской миссии, высадившейся на поверхность Фобоса. Кроме того, такой «лифт» может служить промежуточной станцией для проведения исследований, связанных с изучением окружающего космического пространства, а также в качестве промежуточной площадки для межпланетных перелетов — например, для высадки на Марсе или для возвращения с Марса на Землю
— Дарья Нерядовская.
- Евгения Бусина
- пресс-служба Самарского университета имени Королева
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Северное полушарие Земли стремительно темнеет. И это плохая новость для всех
Почему Россия находится в зоне особого риска и можно ли остановить этот процесс?...

Тайна необъяснимых северных кратеров разгадана спустя 11 лет после появления первого провала на Ямале
Почему российские ученые не рады своему открытию, называя его «русской рулеткой»?...

Генетики вычислили, какую страшную цену заплатили наши предки за высокий интеллект
Новое исследование еще раз доказало, что эволюция требует огромных жертв...

Ученые наконец-то раскрыли главную загадку града. Старая теория оказалась неверной
Поразительное открытие помогли сделать грозовые «отпечатки пальцев»...

Секретная база в Гренландии, спрятанная 30-метровым слоем льда, угрожает всему миру
Гляциолог Уильям Колган говорит: «Американские военные думали, что это никогда не вскроется, но теперь...»...

Рядом с пирамидами Гизы обнаружены секретные тоннели, ведущие в забытый подземный мир
Быть может, их построили даже не египтяне. Но кто тогда?...

Наше тело — это… большой мозг: эксперимент русского ученого может совершить революцию в медицине
Эксперты говорят: «Открытие клеточной памяти — это огромный шаг к медицине, где лечение будет подбираться точно для конкретного человека»...

Почему на космическое ноу-хау «солнечный свет по запросу» ополчились астрономы всего мира?
Американский стартап обещает, что все будет хорошо, но ему никто не верит...

Астрофизики Гавайского университета неожиданно разгадали тайну… солнечного дождя
Рассказываем, почему новое открытие важно для каждого жителя Земли...

Как мадагаскарские лемуры ускоряют покорение космоса?
И почему именно эти животные оказались самые ценными для будущего всего человечества?...

В Антарктиде обнаружен метановый «спящий гигант», который очень быстро просыпается. И это плохая новость
Ученые в тревоге задаются вопросом: означают ли десятки газовых гейзеров под водой, что эффект домино уже запущен?...