Эффекты каталитической рекомбинации на поверхностях металлов и кварца для условий входа в атмосферу Марса

На индукционном ВЧ-плазмотроне в ИПМех РАН проведены экспериментальные исследования теплообмена водоохлаждаемых поверхностей металлов и кварца в дозвуковых струях диссоциированного углекислого газа при давлении торможения $80$ гПа и значениях энтальпии $9$ и $14$ МДж/кг, соответствующих условиям спуска аппарата ExoMars в атмосфере Марса. Измерения тепловых потоков к поверхностям различных материалов показали значительное влияние каталитических свойств поверхностей, которые по степени убывания теплового потока можно расположить в следующем порядке: серебро–медь–нержавеющая сталь–кварц. Зарегистрирован эффект сильной модификации поверхности серебра в ходе испытаний, причем максимальное значение теплового потока достигалось после $15$ мин воздействия струи на поверхность. В расчетном анализе теплообмена использована двухпараметрическая модель гетерогенной рекомбинации атомов $\mathrm O$ и молекул $\mathrm{CO}$ на поверхности. С помощью этой модели на основе полученных экспериментальных данных по тепловым потокам определены эффективные коэффициенты рекомбинации молекул $\mathrm{CO}$ на водоохлаждаемых поверхностях кварца и нержавеющей стали.