Доставка груза в виде муравьиной колонии и спор мхов и грибов требует особых условий в конструкции космического аппарата. Следующей из наиболее важных задач в нашем проекте было проектирование и конструирование основной функциональной капсулы и доставляющей ракеты. Ракета должна состоять из четырёх основных частей:
- Главная капсула (смотрите рис.7)
- ракетоноситель Falcon-9 (смотрите рис.5)
- Буровая ракетная установка (смотрите рис.8)
- Космический челнок (смотрите рис.6, 10 и 11)
Ракетоноситель Falcon-9 спроектирован и построен компанией Space-X, а главная капсула, космический челнок и буровая ракетная установка спроектированы нашей командой, их строение, функционал и сопровождающие процессы будут представлены ниже.
Компоненты космического аппарата:
Ракетоноситель Falcon-9 – разработанный компанией Space-X является многоразовым ракетоносителем достаточно мощным и вместительным для доставки груза от Земли до Марса и обратно. Используется как наиболее оптимальная модель в соотношении полезной работы и расходов, может быть использован неоднократно для последующих доставок.
Рисунок 5 – ракетоноситель Falcon-9.
Космический челнок – разработанный нашей командой челнок, содержащий в себе Капсулу, Буровую ракетную установку, модули электропитания, парашютный модуль, модули стабилизации и коммуникации.
Рисунок 6 – набросок Челнока.
Ракетная буровая установка – представляет из себя барабан, встроенный в Челнок, оборудован четырьмя буровыми ракетами. Предназначен для бурения скважины.
Главная капсула – трёхслойная капсула из термостойкой стали, свинца и композитных материалов. Содержит в себе 8 алюминиевых контейнеров для спор и один центральный для муравьиной колонии, погружённой в аэрогель. Оборудована миниатюрными камерами с фонарями для ведения постоянного видеонаблюдения, шестью равномерно удалённых друг от друга свёрлами, которые помогут ей надёжно закрепиться в породе, комплексом датчиков влажности, атмосферного давления и температуры, а так же электродами для осуществления электролиза воды с последующим выделением кислорода.
Рисунок 7 – внешний вид Главной капсулы.
При входе в гравитационное поле Марса ракетоноситель Falcon-9 произведёт отстыковку от Космического челнока и сменит курс на Землю. После отстыковки Челнок, внутри которого надёжно закреплены Главная капсула вместе с Буровой ракетной установкой начнёт входить в атмосферу Марса и по мере прохождения через верхний слой атмосферы сработает механизм раскрытия парашютов, которые замедлят его падение на поверхность кратера Эллада.
При приземлении Челнок (смотрите рис.9) разложится и будет установлен на 6 опорных сошек. Далее будут развёрнуты компактные встроенные модули добычи энергии – раскладывающиеся солнечные панели, раскладные лопастные горизонтальные малые ветрогенераторы типа Savonius VAWT и атмосферно-почвенный термоэлектрогенератор (смотрите рис.8). Данные модули предназначены для питания капсулы во время её погружения в скважину, для первоначальной выработки кислорода путём диссоциации грунтовых вод и для круглосуточного мониторинга происходящих процессов в колонии. Таким образом будет обеспечен изначальный постоянно воспроизводимый уровень кислорода, что позволит начать развиваться муравьиной колонии гораздо более эффективно.
После из буровой ракетной установки Челнока будет выпущено 4 буровых ракеты, оснащённых буровым наконечником. Они будут выпущены поочерёдно, каждая ракета в среднем способна пробурить вглубь около 120 метров, после чего взорваться, освободив проход для следующей. В совокупности удастся достичь глубины более 500 метров или 0,5 км, что является более чем удовлетворяющим значением для необходимой скважины.
Далее Главная капсула отсоединится и будет направляться вниз по пробуренному туннелю к нужной глубине. Данный процесс будет осуществлён благодаря тросу-проводу, который будет опускать капсулу со спорами и муравьями вниз. При достижении глубины в 460 метров капсула остановится и закрепится в марсианской породе с помощью шести размещённых равноудалённо опорных штырей-свёрл. Далее будут распылены споры грибов и мхов, а сама капсула раскроется и повысит свою температуру до комнатной для пробуждения муравьиной колонии из анабиоза, после чего она сможет начать свою жизнедеятельность. Первые три месяца колония будет питаться аэрогелем в который будет помещена, он необычайно прочен, лёгок и термоустойчив. Данный гель был разработан NASA и участвовал в экспериментах над муравьями в невесомости. Наш рецепт будет отличаться от оригинального – его пищевая ценность значительно возрастёт, в него будут добавлены растительные и животные белки на ряду с прочими микроэлементами. Соотношение белков: 20% - Лизин, 20% - Гистидин, 20% - Аргинин и 40% - бычий Альбумин. Тем самым позволив грибам и мхам прорости и распространиться на достаточное расстояние, что бы сформировать устойчивую и автономную экосистему.
Рисунок 8 – эскиз разложенного Челнока.
Рисунок 9 – сложенный Челнок в разрезе.
Рисунок 10 – 3D модель Челнока в разложенном состоянии 1.
Рисунок 11 – 3D модель Челнока в разложенном состоянии 2.