В рамках програми Artemis NASA готується до випробувань інтегрованих систем, які дозволять екіпажу виконувати місії на Місяць, включаючи нову потужну ракету, яка виведе екіпаж і вантаж на місячну орбіту. У шляху ракети з землі на орбіту є багато критичних моментів, але, мабуть, жоден з них не більше, ніж момент підйому зі стартового майданчика. Коли ракетні двигуни системи космічного запуску (SLS) починають ревіти, випускаючи вогонь, дим і ударні хвилі, дуже важливо, щоб весь стартовий комплекс був спроектований так, щоб витримувати тиск.
На зображенні вище показана візуалізація потоку вихлопних газів SLS, що злітає з стартового комплексу 39B в Космічному центрі Кеннеді NASA у Флориді для місії Artemis I. Контури шлейфу пофарбовані в залежності від температури. Білий – це висока температура, а червоний – холодніше. Фіолетові контури підкреслюють геометричну складність моделювання стартового майданчика.
Команда Launch Ascent and Vehicle Aerodynamics, або LAVA, з дослідницького центру NASA Ames в Каліфорнії, використовує ці симуляції, щоб точно зрозуміти, як рідина і гази, вихідні під час запуску, можуть викликати різні види хвиль.
Перші хвилі виникають при швидкому запалюванні ракетного двигуна. Це генерує коротку серію хвиль надлишкового тиску. Після цього турбулентні потоки вихлопних газів створюють більш тривалий акустичний шум, який зберігається при підйомі космічного апарату. Хвилі як надлишкового тиску, так і акустичного тиску проходять прямо вгору через вихлопний отвір мобільної пускової установки і через траншею полум’я під мобільною пусковою установкою. Щойно хвилі тиску залишають мобільну пускову установку, вони продовжують рухатися вгору і вздовж ракети до її корисного навантаження, наражаючи на небезпеку і те, і інше.
Щоб протистояти цим хвилям надлишкового і акустичного тиску, система придушення на водній основі скидає понад 400 000 галонів води на хвилину на ключові точки на стартовому майданчику. Це необхідно для захисту космічного апарату Orion, його екіпажу і корисного навантаження від потужних хвиль тиску, що створюються під час запуску на SLS. Це також створює надзвичайно складну і динамічну середу.
Щоб відтворити середу запуску в цифровому вигляді, необхідно моделювати ракету, а також газ, рідину і ударні хвилі, які вона створює, а також воду, яка скидається через системи придушення. LAVA може точно протестувати всі ці системи віртуально, щоб переконатися, що в день запуску все пройде гладко.
Читайте також:
- Подорож на Марс може бути забезпечена за допомогою нового ядерного двигуна
- Наша Сонячна система може повністю зруйнуватися раніше, ніж ми думали