Межпланетные полеты и транспортировка грузов на МКС могут подешеветь

Специалистами Санкт-Петербургского государственного университета представлен программный комплекс PAINeT, способный более точно рассчитать тепловые нагрузки при проектировании многоразовых космических аппаратов. По данным пресс-службы вуза, новая разработка даст возможность снижать массу тепловой защиты летательных устройств, сокращая стоимость транспортировки полезных грузов на орбиту.

Национальным проектом по развитию космической отрасли запланировано к 2036 году уменьшить цену доставки одного килограмма груза в космос с сегодняшних 500 тысяч рублей до 200 тысяч. Разработка СПбГУ способна внести заметный вклад в достижение этой цели.

PAINeT делает возможным более точную оценку тепловых потоков, воздействующих на корпус аппарата, и проектирование облегчённых систем теплозащиты. За счёт снижения массы корабля можно будет увеличить объём полезной нагрузки без удорожания запуска.

Тепловая защита нужна для предотвращения разрушения аппарата в условиях экстремального нагрева — в частности, при входе в атмосферу или полёте в плотных её слоях. Но расчёты осложнены большим числом физико-химических процессов, что происходят в высокотемпературных газовых потоках и приводят к сильным неравновесным состояниям.

Ранее подобные эффекты часто не учитывали, использовались усреднённые экспериментальные данные и приближённые формулы. PAINeT объединяет несколько расчётных модулей и специализированных баз данных, а также методики ИИ, ускоряющие вычисления без снижения точности.

Архитектура PAINeT создаёт возможности более корректного учёта таких параметров, как электронное возбуждение молекул, крайне важное для выявления тепловых потоков. Он не нуждается в трудоёмкой доработке.

Разработка найдёт применение в аэрокосмической промышленности в разработке многоразовых аппаратов для доставки грузов на МКС или в рамках будущих межпланетных миссий. А также при проектировании инновационных летательных аппаратов, функционирующих в плотных слоях атмосферы, или при осуществлении фундаментальных научных изысканий.

Дополнительным его достоинством является модульная структура. Она позволяет интегрировать отдельные элементы и базы данных PAINeT в другие инженерные расчётные системы.