Вход в атмосферу Марса — теперь предсказуемее. Учёные учли то, что другие пропускали десятилетиями
Российские учёные предложили новую математическую модель, позволяющую значительно повысить точность расчётов при входе космических аппаратов в атмосферу Марса. Разработка учёных из СПбГУ учитывает ранее игнорируемые процессы в углекислом газе, что критично для проектирования эффективной теплозащиты.
Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета изучили поведение ударных волн в неравновесной смеси CO и инертных газов — типичной для атмосферы Красной планеты. Их модель, основанная на кинетической теории и микроскопическом анализе столкновений и релаксаций молекул, охватывает многомасштабные явления и тепловые эффекты, ранее не учитывавшиеся в традиционных подходах.
«Созданная модель строится на основе анализа микроскопических процессов — столкновений частиц и разных механизмов колебательной релаксации CO, чтобы определить ключевые факторы, влияющие на течение»
– Елена Кустова, профессор РАН, заведующая кафедрой гидроаэромеханики СПбГУ
В ходе экспериментов и численных расчётов, выполненных с использованием собственного программного кода, исследователи выяснили, что диффузия оказывает значительное влияние на передачу тепла в атмосфере, особенно в смесях CO с гелием. Если не учитывать этот фактор, расчёты теплового потока при входе аппарата в атмосферу Марса могут быть занижены в два раза.
Разработка СПбГУ устраняет это упущение, тем самым повышая точность инженерных решений и улучшая прогнозирование температурных нагрузок при гиперзвуковых полётах. Это критически важно при создании надёжной теплозащиты для спускаемых зондов и будущих пилотируемых миссий.
Источник: СПбГУ