为了火星软着陆?中国航天正在研究的“黑科技”,美国都未能攻克

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中国航天科技集团五院508所正在研究一项"黑科技"。最近,该所开展了国内首次新型充气式再入减速技术(IRDT)飞行演示验证试验,验证了此项技术的工作原理、工作程序和多项关键技术。

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这第二架测试飞机是飞碟形,周围有厚厚的气囊。508、IRDT技术是基于空间充气膨胀结构的设计理念,在再入减速过程中综合了热防护、气动减速、着陆缓冲器和浮水的功能。它可以实现航天器的轴承、减速和热保护的一体化设计,使其不再需要热保护、降落伞、缓冲气囊等。它属于设备。

空间专家庞志豪告诉采访人员,美国已经进行了类似的技术测试,以使用未来的载人航天器或大型机器人登陆Mars。但是测试并不是完全成功的。

火星大气相对较薄,为航天器着陆前减速提供了有限的阻力。庞志豪说,目前所有的火星着陆器都采用了刚性减速机和"碟缝带"降落伞方案来完成减速。

好奇号火星着陆器在2012登陆火星,是迄今为止最重的火星着陆器。它重约0.96吨,几乎达到了计划的重量,未来载人飞船的重量将超过20吨,必须寻求更有效的减速方案。

为此,美国国家航空航天局(NASA)安排了"低密度超音速减速器(LDSD)"的技术验证任务。该技术由超音速充气气动减速器和巨型超音速环形降落伞组成。

2015,美国国家航空航天局(NASA)在美国海军太平洋导弹靶场测试中发布了一批低密度超音速减速器(LDSD)。据报道,该试验将用于评估未来Mars任务的新着陆技术。

其中,减速器被部署在盘着陆器的外缘上,这受到运载火箭整流罩尺寸的限制。它最初是关闭的,但是当陆地装置以声速的3.5倍下降时,它会迅速膨胀,增加阻力面积,并且下降速度达到声速的2倍,达到降落伞的安全状态。

巨型降落伞重100公斤,直径33米。该区域几乎是好奇号"碟缝带"降落伞的两倍,降落伞的冲击载荷较小,稳定性较好。它可以帮助着陆器减速到亚音速。

LDSD被一些专家誉为"可以颠覆规则的技术"。乔治亚理工学院的专家布莱恩认为这项技术可以让人类将十倍的好奇心加载到Mars表面。从2014到2015,NASA进行了三次LDSD高空试验,理论上可以将软着陆质量提高到Mars表面2.7吨,但由于降落伞问题而失败。▲低密度超声速减速器 (LDSD)资料图

不过,这些试验仍获取了大量重要数据,总体上证明了LDSD技术的价值。庞之浩表示,未来随着该技术的发展,配合由4、5个降落伞组成的多伞系统,有望使火星表面软着陆重量提高到15吨。

此外,该技术还能减少着陆器气动减速的飞行距离、提高着陆精度,并有望实现高海拔地区着陆,增加火星的可探测区域。

对比中美两国的相关技术,虽然名称不同,但原理上颇有相似之处。据508所介绍,IRDT技术可应用于空间站及科学试验卫星试验品和货物的快速下行、返回。

采访人员此前从航天科工空间工程发展有限公司获悉,我国正在基于空间充气展开、柔性防热、复合材料等技术,开发具有低成本、高承载比特征的新型空间货物运输飞行器,为空间货物下行运输,远距离物资投送、回收等任务提供支撑,计划于2019年完成首飞。