Многоразовый космический аппарат Space Rider, который разрабатывает Европейское космическое агентство (ESA), успешно завершил важную серию испытаний своей тепловой защиты. Специалисты протестировали панели корпуса и рулевые элементы в условиях, имитирующих возвращение с орбиты, при температурах около 1600 °C.
Тесты проходили в плазменной аэродинамической трубе Итальянского центра аэрокосмических исследований (CIRA) в Капуе. На элементы конструкции воздействовали потоком ионизированного газа, воссоздавая экстремальный нагрев и нагрузки, возникающие при входе космического корабля в плотные слои атмосферы на гиперзвуковой скорости свыше 27 000 км/ч.
В подобных условиях воздух вокруг аппарата ионизируется и превращается в плазму, а температура стремительно растет. Чтобы защитить конструкцию от разрушения, в Space Rider применяется многоразовая система тепловой защиты из 21 специальной керамической плитки, закрывающей носовую часть и нижнюю поверхность корпуса.
Команда устанавливает детали спускаемого модуля космического корабля Space Rider в плазменную аэродинамическую трубу в Итальянском центре аэрокосмических исследований (CIRA). Фото: ESA
Сами плитки выполнены из материала ISiComp — прочной и легкой керамики, созданной силами специалистов CIRA и компании Petroceramics. Перед термическими испытаниями эти элементы успешно выдержали серию вибрационных тестов, имитирующих колоссальные нагрузки во время старта ракеты-носителя Vega-C.
Отдельное внимание инженеры уделили рулевым элементам — двум небольшим закрылкам, отвечающим за маневрирование на этапе атмосферного торможения. При массе около 10 кг и скромных габаритах приблизительно 90×70 см эти детали управляют полетом трехтонного аппарата на гиперзвуковых скоростях.
Закрылки изготовлены из керамики и смонтированы на титановых опорах, полученных с помощью аддитивных технологий. В ходе испытаний их подвергали воздействию сверхзвукового плазменного потока, превышающего скорость звука в 10 раз, чтобы подтвердить надежность в условиях жестких механических и тепловых перегрузок.
Ключевая особенность конструкции Space Rider заключается в том, что он формирует подъемную силу за счет геометрии корпуса без применения классических крыльев. Такой подход дает возможность точно контролировать траекторию снижения и возвращать аппарат на Землю с помощью автоматического парашюта-планера (parafoil).
Во время лабораторных проверок исследователи даже намеренно повредили одну из защитных плиток, чтобы оценить общую устойчивость к потенциальным дефектам вроде ударов микрометеоритов. Конструкция успешно справилась с этим испытанием.
В перспективе Space Rider должен стать первым полноценным многоразовым орбитальным аппаратом Европы. Планируется, что он сможет проводить на низкой околоземной орбите до двух месяцев, выполняя различные технологические и научные задачи, после чего возвращаться на планету.
Исследовательские работы продолжаются: впереди инженерам предстоит квалифицировать бортовые системы навигации и завершить комплексную проверку теплозащитного экрана. От итогов этих тестов зависят сроки первого запуска и общая готовность аппарата к многократным экспедициям в космос.
