Остановка на орбите: учёные МАИ работают над перспективной схемой возвращения космонавтов с Луны

Учёные Московского авиационного института проводят расчёт перспективной схемы возвращения российских пилотируемых кораблей с Луны. Маёвцы предложили возвращать космонавтов на Землю не напрямую, как это делали американцы во время своих лунных экспедиций, а с промежуточной остановкой на орбите Земли. Это может быть МКС или в будущем — Российская орбитальная станция.

По прямой от Луны до орбиты Земли лететь три дня, но в МАИ рассматривают более плавный перелёт — до шести суток. Благодаря этому аппараты будут тратить меньше топлива и смогут брать на борт на 15–20% больше полезной нагрузки. Кроме того, по предложенному маршруту челноки полетят в более щадящем режиме, что позволит сделать их многоразовыми.

— За счёт аэродинамического манёвра корабль, достигнув верхних слоев атмосферы Земли, выйдет из них, словно камушек, скачущий по воде. Это позволит погасить скорость аппарата со второй космической — 11 км/с, до скорости искусственного спутника Земли — 8 км/c. На этой скорости и состоится стыковка с околоземной космической станцией, — рассказывает один из руководителей проекта, заведующий кафедрой 601 «Космические системы и ракетостроение» МАИ Алексей Ненарокомов.

Проект инженеров МАИ выгодно отличается от аналогичных исследований тем, что не ограничивается лишь выбором нового маршрута. Специалисты также работают над созданием неразрушаемой тепловой защиты аппаратов. Это должно повысить надёжность челноков нового поколения при возвращении с Луны.

Одна из проблем многоразовых космических кораблей прошлого поколения, таких как американские Space Shuttle заключалась в том, что тепловая защита работала на пределе. Случались аварии, связанные с тем, что защита не выдерживала многократных запусков. В качестве одного из перспективных материалов для тепловой защиты учёные МАИ рассматривают карбид кремния SiC. Как отмечает Алексей Ненарокомов, этот современный композит хорошо противостоит окислению в воздухе.

— Наша работа комплексная. Мы анализируем не только траекторию межпланетного перелёта, но и рассматриваем вопросы термобаллистики атмосферного участка. То есть изучаем, как сильно нагревается аппарат в зависимости от скорости и траектории. В рамках проекта мы одновременно оптимизируем и количество топлива, необходимого для перелёта, и вес тепловой защиты, которая используется для того, чтобы обезопасить экипаж при входе в атмосферу, — говорит Алексей Ненарокомов.

Проект стартовал в 2020 году на базе кафедры 601 «Космические системы и ракетостроение» МАИ. В исследованиях задействованы преподаватели, аспиранты, а также студенты старших курсов университета.

Для расчётов разработчики создали авторское программное обеспечение. Инициативный проект учёных МАИ финансирует Российский научный фонд. На данном этапе учёные МАИ взаимодействуют с РКК «Энергия» по поводу возможности использования полученных результатов при создании перспективных российских лунных космических кораблей.