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
Как на ладони: Обнаружен морской гигант, который виден из космоса
Мегакоралл у Соломоновых островов оказался самым крупным животным Земли....
Спасти планету сможет… африканский червь
В Кении найдено насекомое с удивительными способностями....
«Орешник», «Бук» и «Тополь»: искусный нейминг от российских военных конструкторов
Наука как сбить Запад с толку....
Главная тайна Седьмой планеты разгадана через 38 лет
Уран оказался не таким уж странным, как думали ученые....
80 000 лет жизни: какие тайны скрывает самое древнее и большое существо на планете?
Залог невероятного долголетия и удивительного выживания обнаружили учёные....
Раскрыт секрет идеального женского тела?
Оказывается, дело вовсе не в соотношении талии и бедер....
Саблезубый котёнок томился во льдах Якутии 35 тысяч лет
Благодаря находке стало известно, что сородичи пушистика обитали в столь холодных местах....
Ученая вылечила свой рак вирусами собственного производства
Если человек хочет жить — медицина бессильна....
Эти «красные монстры» вообще не должны существовать
Что узнали астрономы о трех невозможно огромных галактиках....
Почти бессмертные существа помогут человечеству покорить глубокий космос
Ученым, наконец, удалось «взломать» код поразительной живучести тихоходок....
Разгадано учеными: почему города разрушают сердце и разум
Причины, которые нашли исследователи, вас удивят....
Ещё один одинокий: в Балтийском море обнаружен дельфин, который может говорить только сам с собой
Совсем как старый вдовец, которого давно не навещали близкие....
Турбулентность отменяется! А пилоты-люди вообще будут не нужны
Искусственный интеллект может в корне изменить авиацию....
Надеялись на Беса: древние египтянки при беременности хлебали галлюциногенные смеси
Думали, что божок с двусмысленным для нас именем убережёт....
Большой мозг — не значит самый умный
Последнее исследование собак показало парадоксальные результаты....
АД-контроль: новейшая разработка облегчит жизнь гипертоникам
Ультразвуковой пластырь будет следить за давлением нон-стоп....