Инженеры NASA успешно завершили критически важный этап подготовки к отправке винтокрылого аппарата Dragonfly к спутнику Сатурна Титану. Как сообщается в блоге миссии, теплозащитный экран будущего вертолета выдержал экстремальные температурные и механические нагрузки, включая испытания на знаменитой «Солнечной башне» в Нью-Мексико.
Титан — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой, поэтому надежная теплозащита — вопрос жизни и смерти для миссии. Команда Dragonfly, объединяющая специалистов из Исследовательского центра Эймса NASA (Кремниевая долина), Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (APL) и Lockheed Martin, провела серию уникальных тестов на объекте Sandia National Laboratories.
«Искусственное солнце» против космического корабля
Главным полигоном стала Национальная испытательная тепловая установка (National Solar Thermal Test Facility). Система из сотен калиброванных зеркал фокусировала энергию настоящего Солнца на фрагменты теплозащитного материала, создавая температуры около 2500°C. Это соответствует нагрeву при входе в атмосферу Титана на сверхзвуковой скорости.
Ключевым достижением является то, что материал выдержал не только пиковый нагрев, но и резкие перепады температур (термоудар). Причем испытания проводились на образцах с намеренно нанесенными дефектами, имитирующими возможные производственные царапины и сколы.
«Мы были очень довольны, увидев, что материал прошел эти испытания, даже с теми недостатками, которые мы внесли специально», — цитирует NASA Science Милада Махзари (Milad Mahzari), руководителя системы теплозащиты Dragonfly из центра Эймса.
Секрет материала — эволюция знаменитого PICA
В основе щита лежит усовершенствованная версия материала PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator). Оригинальный PICA ранее успешно защищал марсоходы NASA «Кьюриосити» и «Персеверанс» при посадке на Марс.
Новая модификация, получившая название PICA-D, создана специально для условий Титана. Она сочетает углеродное волокно и легкую смолу, обеспечивая абляцию (управляемое выгорание и отвод тепла). После успешных тестов команда миссии продолжит анализ PICA-D перед финальной сборкой теплозащитного экрана.
Наземные испытания продолжаются
Помимо проверки теплозащиты, инженеры тестируют системы связи. В безэховой камере APL были измерены характеристики диаграммы направленности главной антенны высокого усиления (HGA) Dragonfly.
-
Технология. Антенна-«душ» радиально-щелевого типа диаметром 34,4 дюйма (ранее использовалась в миссиях ESCAPADE и NASA DART).
-
Условия работы. Антенна будет работать при температуре -179°C, покрытая специальным термоизолятором.
-
Задача. Обеспечить узкий сфокусированный радиолуч для передачи научных данных с поверхности Титана на Землю.
Что дальше? Миссия Dragonfly официально запланирована к запуску в 2028 году. Прибытие к Титану ожидается в 2034 году. Аппарат совершит серию перелетов между разными точками поверхности этого загадочного океанического мира, чтобы изучить его химический состав и геологию.
