Вывести аппарат на орбиту — половина дела. Вторая половина — вернуть то, что должно вернуться: экипаж, образцы грунта, приборы с накопленными данными. Наука, привезённая домой, стоит заметно дороже переданной по радио, и ради этого возврат затевают.
Спуск делится на три части: сход с орбиты, торможение в атмосфере, посадка. Ошибка на первой части исправляется топливом, на второй — уже нет.
Сход с орбиты
Сойти с орбиты — значит опустить перицентр внутрь атмосферы. Прожиг делают против движения в точке, противоположной той, где хотите оказаться: половина витка спустя вы придёте в атмосферу.
Расчёт для круговой орбиты 100 км (скорость 2246 м/с):
| Целевой перицентр | Тормозной импульс | Скорость на границе 70 км |
|---|---|---|
| 45 км | 46 м/с | 2300 м/с |
| 35 км | 55 м/с | 2292 м/с |
| 25 км | 64 м/с | 2283 м/с |
Разница в топливе между мягким и жёстким входом — считанные метры в секунду, а вот в нагреве разница принципиальная. Отсюда рабочее правило:
- 35–45 км — обычный вход с низкой орбиты. Торможение растянуто, нагрев умеренный.
- 25–30 км — жёсткий вход: тормозит быстрее, греет сильнее, годится для прочных аппаратов без экипажа.
- выше 50 км — можно «отскочить»: атмосфера затормозит недостаточно, и вы уйдёте на новый виток. Иногда это делают нарочно (аэроторможение), но для посадки это промах.
Прицеливание по месту посадки: чем ниже перицентр, тем короче путь в атмосфере и тем ближе точка приземления к точке входа. Точно посчитать «куда сядем» без Trajectories не выйдет — целятся с запасом и правят курс уже в атмосфере.
Скорость входа решает всё
Ключевая цифра — не высота перицентра, а скорость, с которой вы входите в атмосферу:
| Откуда возвращаетесь | Скорость на 70 км |
|---|---|
| Низкая орбита Кербина | ~2290 м/с |
| Возврат от Муна | ~3160 м/с |
| Параболический (издалека) | до 3247 м/с |
Разница между 2290 и 3160 м/с выглядит небольшой, но нагрев растёт куда быстрее скорости. Спуск с низкой орбиты капсула переживает без теплозащиты, возврат от Муна — почти никогда.
Отсюда правило компоновки: возвращаемый аппарат, который был дальше низкой орбиты, строится с теплозащитным экраном снизу и ориентируется днищем вперёд. Экран расходуется — абляционный материал выгорает, и его запас конечен.
Ориентация при входе
Аппарат должен входить в атмосферу тяжёлым концом вперёд — там, где теплозащита. Само по себе это не случится: аппарат стремится развернуться так, как ему велит аэродинамика, и тонкий длинный корабль легко переворачивается.
Что помогает:
- SAS в режиме удержания против движения — самый простой способ;
- центр масс ближе к теплозащите — тогда аппарат стабилен «как ванька-встанька»;
- сброс всего лишнего до входа — баки, переходники, солнечные панели. Панели и антенны в потоке отрываются в первые секунды, даже если аппарат в целом держится.
Про срыв антенн при передаче науки в атмосфере — отдельная и очень обидная история, разобрана в Частые проблемы.
Парашюты
Парашют раскрывается в два этапа: сначала вытяжной («предварительное раскрытие»), потом полное. Раньше времени он не откроется — игра не даст, если скоростной напор слишком велик.
Что важно на практике:
- Ставьте парашюты симметрично и ближе к верху аппарата, иначе капсулу перевернёт при раскрытии.
- Одного парашюта хватает не всегда. Ориентир — скорость приземления должна быть ниже 6–8 м/с; тяжёлая капсула с одним куполом придёт быстрее и разобьётся.
- Раскрывать по высоте, а не по нервам. Полное раскрытие ниже километра — норма; выше аппарат просто дольше висит.
- Радиальные парашюты для боковых блоков и ступеней, верхние — для капсул.
Приземление на воду мягче, чем на сушу, но образцы грунта с суши забираются проще — за капсулой не надо плыть.
Посадка с двигателем
Если атмосферы мало (Мун, Минмус) или аппарат слишком тяжёл для парашютов, тормозить приходится двигателем.
Простое правило подхода: держите скорость снижения примерно равной высоте над поверхностью, делённой на 10, но не быстрее 100 м/с. На 1000 м — около 100 м/с, на 100 м — около 10 м/с, у самой земли — 2–3 м/с. Дальше плавно гасите до касания.
Скриптом это делается через ALT:RADAR — высоту над поверхностью, а не над уровнем моря:
LOCK THROTTLE TO MIN(1, MAX(0, (VERTICALSPEED + ALT:RADAR / 10) / 20)).
Готового модуля посадки в нашей библиотеке пока нет — это следующая крупная задача. Что есть сейчас — kOS: справочник библиотеки kerbal.ru.
Ступени возвращаются сами
Отработавшие ступени вытаскивает StageRecovery: если на ступени есть парашюты, мод сам считает скорость приземления и возвращает часть стоимости, не заставляя вас летать за каждой. Формула и что для этого нужно поставить — Возврат ступеней и многоразовость.
Порядок для пилотируемого возврата
- Собрать науку до схода с орбиты: в атмосфере приборы уже не снять.
- Перенести данные в капсулу — при выходе в открытый космос кербонавт забирает науку из приборов. Иначе вернётся капсула, а данные останутся на выброшенном отсеке.
- Сбросить лишнее: баки, переходники, служебный отсек.
- Тормозной импульс на перицентр 35–45 км.
- Развернуть теплозащитой вперёд, SAS в режим «против движения».
- Пройти нагрев, не трогая управление.
- Парашюты после того, как скорость упала ниже нескольких сотен метров в секунду.
- Приземление — и наука засчитывается по полной стоимости.
Возврат ступеней и многоразовость — Возврат ступеней и многоразовость. Что и как собирать перед возвратом — Наука: как собирать эффективно. Полёт к Муну целиком — Миссия на Мун.