Ученые смоделировали, что могло бы быть при погружении внутрь Урана

Ученые смоделировали, что могло бы быть при погружении внутрь Урана
Фото из открытых источников
Используя высокотемпературный плазменный туннель, ученые обнаружили, как это — проникнуть в глубины Урана. Есть сразу целый ряд факторов, которые необходимо принимать во внимание при разработке зонда, способного выдержать суровые условия. Поэтому ученые смоделировали атмосферные условия далекого ледяного гиганта Солнечной системы и его почти близнеца Нептуна перед миссиями к двум планетам, которые могут однажды состояться.
 
«Проблема заключается в том, что любой зонд будет подвергаться воздействию высоких давлений и температур и, следовательно, потребует высокоэффективной системы тепловой защиты, чтобы выдержать вход в атмосферу в течение полезного периода времени», — объясняет инженер по аэротермодинамике Луи Уолпот из Европейского космического агентства. «Чтобы приступить к разработке такой системы, нам необходимо сначала адаптировать существующие европейские испытательные мощности, чтобы воспроизвести состав атмосферы и соответствующие скорости».
 
Исследование нашей Солнечной системы далеко не завершено. Мы провели приличное исследование Марса и исследования вокруг Сатурна и Юпитера, которые произвели революцию в нашем понимании газовых гигантов. Мы отправили космический корабль проверить Меркурий и Венеру. Но лучшее обследование, которое когда-либо получали Уран и Нептун, было проходящей волной в 1980-х годах с «Вояджера-2».
 
Итак, мы многого не знаем о двух загадочных внешних планетах. А учёные из НАСА и ЕКА всё сильнее настаивают на отправке миссии, чтобы мы могли начать заполнять некоторые из этих вопиющих пробелов в знаниях.
 
Два ледяных гиганта очень похожи друг на друга, но есть некоторые интригующие различия, например, разница в их оттенках из-за способа распределения газов в их атмосферах. Кроме того, их атмосферы сильно отличаются от атмосфер Сатурна и Юпитера, поэтому последний нельзя использовать в качестве аналога для понимания того, как проявляются эти различия.
 
Одна вещь, которую ученые хотели бы сделать, — это отправить атмосферные зонды, подобные зонду входа в атмосферу, доставленному миссией НАСА «Галилео» к Юпитеру, для изучения атмосфер ледяных гигантов изнутри. Но для того, чтобы проводить измерения и передавать данные домой на Землю, таким зондам придется выдерживать условия, в которые их отправляют.
 
Такой зонд будет двигаться со скоростью до 23 километров в секунду, что приведет к высоким температурам при его падении в атмосферах планет.
 
Итак, международная группа ученых из Великобритании, Европейского космического агентства и Германии создала входной зонд подмасштаба, аналогичный зонду «Галилео», и использовала два разных объекта для воспроизведения условий: туннель T6 «Сталкер», установку гиперзвуковой плазмы в Оксфорде и плазменные аэродинамические трубы группы диагностики высокоэнтальпийных потоков Университета Штутгарта.
 
Они создали аналоги атмосферы, используя смеси газов, аналогичные тем, что обнаружены на Нептуне и Уране, и подвергли свой зонд воздействию эквивалентных скоростей до 19 километров в секунду. Затем зонд измерил конвективный тепловой поток через его поверхность.
 
«Туннель [Сталкер] способен измерять как конвекционный, так и радиационный тепловой поток и критически обеспечивать необходимые скорости потока для воспроизведения входа ледяного гиганта со следами CH 4 [метана]», — объясняет Уолпот.
 
«Сам туннель оснащен приводом со свободным поршнем, который можно соединить с несколькими различными компонентами, расположенными ниже по потоку, чтобы превратить его в ударную трубу, отраженный ударный туннель или расширительную трубку. Такая адаптируемость позволяет проводить широкий спектр испытаний: от испытаний с подмасштабным моделированием до испытаний на подмасштабном моделировании. исследование фундаментальных процессов высокоскоростного потока».
 
Между тем плазменный туннель в Штутгарте — единственная установка в мире, способная создать условия, необходимые для изучения воздействия абляции и пиролиза на защиту космического корабля.
 
Теперь, когда эксперименты успешно проведены, исследователи могут использовать полученную информацию для разработки датчиков, которые будут измерять атмосферу ледяных гигантов, когда они погружаются в загадочные глубины. 

Источник
Оцените статью
Сitycelebrity