Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2013 № 08

Доктор Хауслер, который возглавляет Институт космических технологий при Университете бундесвера в Мюнхене, поначалу скептически отнесся к плану Грибеля, однако предложил молодому ученому место на кафедре.

Сначала Грибель работал над конструкцией аэростата, который бы наполнялся гелием, как только войдет в атмосферу. Однако расчеты показали: в весьма разреженной атмосфере Марса большой шар надо очень быстро надуть.

Для этого понадобилась бы дорогостоящая наземная система управления. Предпочтительнее оказался вариант, при котором оболочка аэростата наполняется в открытом космосе, а уже затем доставляется в атмосферу Марса.

Конечно, и у этого варианта есть свои недостатки. При аэродинамическом торможении во внешних слоях атмосферы выделяется очень много тепла, и оболочка, даже очень легкая (масса всей конструкции около 77 кг), все равно нагреется до 327 градусов Цельсия. Однако ученые уже нашли соответствующие теплостойкие полимеры, которые смогут выдержать такую температуру.

Тем не менее, участники проекта считают свою затею довольно рискованной. «И система раскрытия аэростата может отказать, и сам шар может лопнуть раньше времени, — говорит Х.Грибель. — Но мы все же постараемся свести риск к минимуму и надеемся на удачный исход эксперимента»…

Орбитальный зонд.

РОССИЙСКИЙ ПРОЕКТ НИЧУТЬ НЕ ХУЖЕ

Проект немецких ученых — не единственный в своем роде. Например, по первоначальному плану Российского космического агентства еще в 1996 году предусматривалась доставка на Марс аэростата, сделанного во Франции.

Он состоял из двух оболочек, объемом около 4000 м 3каждая. Предполагалось, что по прибытии на место одна из них — герметизированная — будет автоматически накачана гелием. Другую же — негерметичную — наполнит марсианский воздух, состоящий в основном из углекислого газа. Поэтому она, став тяжелее первой, расположится ниже гондолы с приборами, выполняя роль своеобразной балластной камеры.

Ночные часы аэростат проведет на поверхности планеты, так как создаваемой гелием подъемной силы не хватает, чтобы его приподнять. С восходом же Солнца газ в «балласте» разогреется, и вес «балласта» уменьшится.

Когда разница температур внутри и снаружи него достигнет 30 °C, подъемной силы верхнего баллона окажется достаточно, чтобы вся конструкция взмыла вверх.

Специалисты полагают, что за световой день аэростат, увлекаемый силой ветра, пролетит около 500 км. Наступившая ночь заставит его снова опуститься на поверхность планеты. Так что научная аппаратура в гондолеконтейнере, прикрепленном к верхней оболочке, будет проводить обследования не только атмосферы, но и различных точек поверхности Марса.

Модель аэростата в лаборатории.

Такие взлетно-посадочные циклы продолжатся 10–15 суток. За это время, благодаря уникальной антенне, разработанной сотрудниками Московского университета связи и информатики и Института космических исследований РАН, можно будет осуществить и зондирование недр Красной планеты.

Антенна выполнена в виде надувного кольца-тороида диаметром в 20 м, которое подвешивается к аэростату. Материал — майларовая пленка. Снаружи она покрыта тончайшим слоем алюминия, изнутри — слоем полимера, способного затвердевать под воздействием солнечной радиации. Кроме того, на внутренней поверхности тороида приклеена спираль из того же алюминия толщиной

в несколько микрон, которая играет роль индукционной катушки.

Как только сжатый газ придаст оболочке нужную форму, Солнце заставит затвердеть внутренний слой. Антенна получит необходимую жесткость, и с ее помощью можно будет посылать вниз мощные электромагнитные импульсы, проникающие глубоко в недра планеты.

Испытания, проведенные в Институте физики Земли, показали, что с высоты 10 м импульсы достигают глубины 300 м (в земных условиях, естественно). Ночью же, когда антенна покоится на поверхности, ее «дальнобойность», согласно расчетам, возрастет до 1000 м.

Предлагаемая методика позволит провести геологические разрезы Марса во многих районах, определить запасы основных полезных ископаемых и, в частности, воды.

Согласно некоторым данным, она может находиться на глубине около 100 м, скорее всего в виде ледяных линз. Так ли это, покажут натурные исследования. Когда они состоятся, неясно. Подготовка очередного десанта на Марс по разным причинам — в основном финансовым — откладывается вот уже 10 лет.

Современный космический скафандр хорошо защищает людей, но каждое движение в нем дается с трудом, поскольку скафандр — это массивная многослойная конструкция, которая в вакууме еще и сильно раздувается напором воздуха изнутри. Но ситуация может измениться. Надеяться на это позволяет случайное открытие японских ученых, исследовавших… плодовых мушек.

В самом конце XX века российские исследователи обнаружили, что неприхотливые микроскопические существа — тихоходки — без особого вреда для здоровья переносят условия открытого космического пространства, прикрываясь защитной биопленкой и впадая в спячку до лучших времен. Вернувшись в привычные земные условия, тихоходки довольно быстро восстанавливают свою жизнедеятельность (подробности см. в «ЮТ» № 2 за 2010 г.).

Известно также, что облучение микробов высокоэнергетическими электронами покрывает их поверхность защитным слоем. Эта корка позволяет им выживать в вакууме.

Очередной шаг в изучении приспособления беспозвоночных и насекомых к облучению и вакууму сделали недавно японские биологи под руководством профессора Такахико Хариямы из медицинской школы при Университете города Хамамацу.

По роду своей деятельности им довольно часто приходится пользоваться электронным микроскопом. При этом известно, что для сканирования того или иного объекта его необходимо поместить в вакуумную камеру и облучить потоками электронов, которые и «рисуют» изображение на экране дисплея.

Фото крупным планом. Личинка дрозофилы — обладатель скафандра-невидимки.

Так можно изучать образцы металлов, пластиков или камней. Но живые организмы в вакууме гибнут практически мгновенно, так что электронная микроскопия для их исследования подходит плохо. Каково же было удивление японских экспериментаторов, в опытах которых личинки мушек-дрозофил без всякого вреда для себя выдержали часовое пребывание в вакуумной камере.