Математическая модель студентки из Самары позволит эффективнее убирать космический мусор
Ученые и студенты Самарского университета имени Королева произвели математический расчет того, как ведут себя вышедшие из строя спутники под воздействием высоких температур. В качестве образца для расчетов и моделирования они выбрали типовой спутник связи Starlink компании SpaceX. Авторы полагают, что результаты их исследования позволят увеличить эффективность уборки космического мусора на орбите.
Существующие способы удаления космического мусора не учитывают того факта, что вышедший из строя аппарат претерпевает так называемый «температурный удар». Это явление происходит, когда двигающийся по орбите спутник выходит из тени Земли, где температура его корпуса может опускаться до 150 градусов Цельсия ниже нуля, и попадает под лучи Солнца, которые способны нагреть аппарат до 150 градусов выше нуля.
Резкий перепад температур приводит к деформации упругих элементов конструкции спутника, в результате чего он может попросту сорваться с тросовой системы буксировщика, объяснила один из авторов работы, студентка Института авиационной и ракетно-космической техники Самарского университета имени Королева Александра Николаева. По ее словам, наиболее уязвимы к температурному удару солнечные батареи.
Для проведения численного моделирования группа ученых и студентов использовала основные характеристики типового спутника Starlink массой 260 килограммов. Он имеет одну панель солнечных батарей общей массой 75 килограммов. Выяснилось, что для такого аппарата максимальное значение возмущающего момента может достигать примерно 50 Н·м. Как подчеркнула Николаева, это как если бы на край солнечной панели длиной 1 м внезапно положили груз массой 5 кг.
«Такое возмущение просто необходимо учитывать при транспортировке космического мусора тросовыми системами, и результаты данного исследования безусловно пригодятся при проектировании эффективных систем уборки космического мусора», — выразил уверенность профессор кафедры теоретической механики и кафедры космического машиностроения Андрей Седельников.
Проведенное в Самарском университете имени Королева исследование получило финансовую поддержку Российского научного фонда, а студентка Александра Николаева была удостоена медали и премии Российской академии наук.
