Инженеры Московского авиационного института разработали алгоритм для быстрого подбора тепловой защиты космических аппаратов. Он рассчитан на корабли для многоразовых полётов и посадки на другие планеты и их спутники. Разработчики рассчитывают сократить время вычислений на первых этапах проектирования, когда инженеры ищут оптимальные характеристики конструкции.
Алгоритм учитывает состав и плотность атмосферы, скорость входа, продолжительность нагрева, излучательную способность поверхности (насколько хорошо она отдаёт тепло излучением) и то, сохраняют ли материалы свои свойства при экстремальных температурах. Достаточно ввести траекторию движения корабля и его 3D-модель, и программный комплекс рассчитает, какую теплозащиту, какой толщины и где именно лучше установить. Материал защиты и траекторию можно менять и сравнивать варианты.
Работу алгоритма проверили в лаборатории. Инженеры изготовили многослойные панели, имитирующие теплозащиту крыла космического корабля, и испытали их в вакуумной камере, в том числе в условиях входа в плотную атмосферу Венеры. По словам руководителя проекта малых космических аппаратов Центра космических технологий МАИ Александра Бона, расчёты разошлись с опытными данными не более чем на 1,5%.
Дальше комплекс планируют научить рассчитывать не только пассивную теплозащиту (абляционную, которая постепенно сгорает и уносит тепло, или радиационную, которая отдаёт тепло излучением), но и активные схемы: с принудительным отводом тепла или материалами с изменяемой теплопроводностью. В более далёкой перспективе алгоритм может работать на бортовом компьютере и пересчитывать режим посадки по реальным условиям. Работа ведётся по гранту Российского научного фонда, посвящённому технологиям исследования Венеры.
