Ingenuity и будущие марсолёты НАСА

Марсолёт : 1) в современной космонавтике — летательный аппарат , перемещающийся в атмосфере Марса за счёт подъёмной силы , создаваемой в соответствии с известными законами физики: Архимеда (воздушные шары и зонды), Бернулли ( авиация ) и так далее;
2) в фантастике и публицистике докосмической эпохи — разновидность звездолёта / планетолёта , осуществляющего космические перелёты между Марсом и другими астрономическими телами, и как частный случай полёты в атмосфере самого Марса.

Первым в истории человечества марсолётом в строгом смысле слова стал американский беспилотный роботизированный вертолёт « Ingenuity », осуществивший 19 апреля 2021 года полёт на Марсе на собственном двигателе, предназначенном для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела . На конец 2022 года он совершил 33 полёта общей протяжённостью 7,48 км и продолжительностью около 1 часа

Терминологическая неоднозначность

Морфологически «марсолёт» — слитное сложное слово , образованное по такому же типу собственного или тематического словосложения , что и звездолёт и планетолёт , по отношению к которым этот термин является уточняющим в порядке углублённой классификации. Одинаковый для всех этих терминов второй корень «-лёт» указывает на общность по признаку полёта как формы физического перемещения . Однако в своём истолковании новый термин «марсолёт» не получился однозначным.

В варианте «звездолёт → планетолёт → марсолёт» последовательность «звезда → планета → Марс» варьируемый первый корень играет роль указателя направления движения: «к, на, в сторону». Примеры словоупотребления с такой семантикой отмечаются даже в 2010 годы; так в журнале «Наука и техника» № 5 за 2011 год марсолётом именуется тренажёр полётов на Марс, использованный в эксперименте « Марс-500 » .

Однако в случае с Perseverance и Ingenuity — аппаратов, реально работающих в экспедиции Марс-2020 — словообразование в паре «марсоход → марсолёт» первый корень закрепился в роль константы места действия, а вариации второго корня стали отражать способ перемещения, «ходить — летать». Таким образом сложились два равноправных варианта трактовки объекта «марсолёт», различаемых только по контексту словоупотребления, что следует учитывать при последующей классификации.

Предыстория

— составная часть космонавтики , в которую сегодня этот предмет входит, как совокупность знаний об управляемом и неуправляемом перемещении в атмосфере небесных тел. На донаучной стадии, представленной в религиях и мифах древнейших народов, а также в фольклоре и позднейших утопических произведениях устройство внеземных миров полагается тождественным земному. Сюжеты перемещения в их пределах, если и встречаются, то способы такого движения столь же мифологичны, как и описываемые применительно к земной ойкумене. Несмотря на отсутствие в этих материалах прямой связи с современной наукой, обзор этих источников приводится в фундаментальных научных трудах многих теоретиков космонавтики, в частности у А. А. Штернфельда и Я. И. Перельмана .

Рубежными событиями и датами в этой предыстории стали: полёт братьев Монгольфье на воздушном шаре 21 ноября 1783 года ; век спустя — воздухо-летательный снаряд с паровым двигателем Н. Е. Жуковского (1881–1885), более 2 тысяч полётов управляемых планеров Отто Лилиенталя (1891–1896) и, наконец, 17 декабря 1903 года , когда братья Райт подняли в воздух первый самолёт с двигателем, работавшим на керосине .

Каждый новый шаг в развитии земного воздухоплавания находил отражение и в художественной литературе. Подведение научных основ под художественный вымысел трансформировало весь жанр: на место умозрительных утопий приходил жанр научной фантастики .

Еще в начале XX века темпы прогресса астрономии и геофизики сдерживали развитие астрофизики и планетологии , как одного из её разделов. Это наглядно проявилось на примере ареологии , как общего комплекса дисциплин о Марсе. Опираясь на Ньютоновы законы , учёные к XIX веку располагали достаточно точными данными о размере Марса и местоположении его орбиты в Солнечной системе ; была давно вычислена продолжительность марсианских суток и времён года на Красной планете. Вместе с тем, в последнюю четверть XIX века возник парадокс, когда новое астрономическое знание (наблюдения Скиапарелли 1877 года) повлекло за собой заблуждение относительно так называемых « марсианских каналов », утверждению которого ошибочные «обоснования» гипотезы П. Лоуэлла о населённости Марса. В частности, Лоуэлл сильно завысил предполагаемую плотность атмосферы Марса , а значит и предпосылки возможного воздухоплавания.

Написанный в 1949-50 и вышедший в 1952 году «Марсианский проект» ( нем. Das Marsprojekt ) Вернера фон Брауна с одной стороны, встаёт в ряд трудов популяризаторов космонавтики, а с другой служит сборником научных аргументов для тех, кто, как и автор, считает полёты на Марс реально осуществимыми. Присутствующие в этой книге элементы фантастики — дань традиции жанра, не обременяющая серьёзного читателя. Критики считают, что эта книга, написанная одним из пионеров ракетно-космической техники, оказала наибольшее влияние на планирование космических экспедиций на Марс . Часть цифр и сведений из этой книги ареология уточнила ещё до написания книги. Немало было получено и в последующие четверть века, из американских марсианских экспедиций, к которым фон Браун имел в НАСА непосредственное отношение .

Вместе с тем, в книге фон Брауна нашли место и некорректные оценки, прежде всего — унаследованное ещё от Ловелла значительное завышение оценки атмосферного давления Марса. Конструктор предполагал его равным 84 миллибара (64 мм рт.ст. ), то есть на порядок больше фактического, которое стало известно только в 1965 году .

Первые практические проекты

«Десантная шлюпка» фон Брауна

Научные приложения к «Марсианскому проекту» фон Брауна выходят далеко за рамки обычных справочных таблиц, которые прилагали к своим трудам энтузиасты космонавтики. По глубине научной проработки это законченное инженерное исследование ( англ. engineering study ), развёртывающее оригинальную концепцию марсианской экспедиции в составе нескольких аппаратов, для каждого из которых сделаны необходимые расчёты. В этой части «Марсианский проект» выступает как коллективный труд, в котором фон Брауну помогали шесть человек . Составитель электронной „ Encyclopedia Astronautica “ (1997–2019) Марк Уэйд ( Mark Waid ) представляет эту разработку фон Брауна под рабочим названием « Mars 1952 » .

В концепции « Mars 1952 » Вернера фон Брауна «десантная шлюпка» ( англ. Landing Boat ) представляет собой планёр с размахом крыльев 153 метров и массой при посадке 75 тонн, выполняющий роль посадочного модуля для доставки людей и грузов на поверхность Марса. Запуск планера (отделение от находящегося на околомарсианской орбите грузового корабля , англ. Cargo Ship ) осуществляется с помощью двигателя на жидком топливе с тягой 1,960 кН . Место для горизонтальной посадки на шасси (варианты: лыжи, полозья, колёса) экипаж выбирает по ходу 86-минутного полёта . С позиции современных знаний, 10-кратный просчёт в оценке плотности атмосферы Марса обрекал планер на гибель. К этому же привело бы и обилие камней и пересечённость рельефа, в чём конструктор мог убедиться за год до своей смерти, увидев фотографии поверхности Марса, сделанные 20 июля 1976 года аппаратом Викинг-1 .

Комментарии

Примечания

Литература

Ссылки