Студентка МАИ придумала, как менять орбиты малых спутников без топлива
Студентка Московского авиационного института (МАИ) Анна Екимовская предложила новый способ перемещения спутников на орбите без использования химического топлива. Ее проект основан на идее космической пращи — системы, которая использует энергию вращения и импульс от контролируемого разрыва троса. Такая технология может стать альтернативой традиционным двигателям и упростить конструкцию малых космических аппаратов.
Система состоит из двух кольцевидных модулей, соединенных между собой тросом. В космосе их можно раскрутить за счет электромотора, питаемого от солнечных батарей. Один модуль играет роль статора, другой — ротора. После разгона происходит точный разрыв соединения. За счет накопленной энергии вращения модули получают противоположные импульсы и расходятся на новые орбиты.
По словам Анны Екимовской, с помощью такого маневра можно как поднимать один из блоков на более высокую орбиту, так и возвращать другой к Земле. При этом система не требует топлива, не нуждается в баках, клапанах, насосах и других сложных элементах, связанных с хранением горючего. Это особенно важно для малых спутников, где каждый грамм и кубический сантиметр на счету.
Сейчас проект находится на стадии создания прототипа. Кроме самой системы, студентка разрабатывает и корпус будущего аппарата. Его конструкция должна быть максимально эффективной по соотношению площади поверхности и объема — это позволит увеличить полезную нагрузку и одновременно снизить массу.
Цель работы — провести эксперимент в космосе: один модуль должен вернуться на Землю, другой — выйти на более высокую орбиту. Если эксперимент подтвердит расчеты, он докажет, что орбитальные маневры возможны без двигателей. Это позволит удешевить и упростить научные программы в ближнем космосе.
Идея использовать вращение и разделение компонентов для движения в космосе не нова. Еще в 1970-х годах NASA рассматривало так называемые momentum exchange tethers (тросы обмена импульсом) — тросы, с помощью которых можно передавать импульс спутникам. Несколько проектов на основе этой технологии уже были реализованы. Например, в 2007 году Европейское космическое агентство развернуло трос длиной 31,7 км для демонстрации доставки грузов на Землю без топлива в рамках проекта Young Engineers' Satellite 2 (YES2). Несмотря на технические сложности, эксперимент подтвердил возможность использования длинных тросов для орбитальных маневров.
А уже в 2019 году ВМС США запустили два кубсата, соединенных километровым проводящим тросом,в рамках эксперимента TEPCE. Пропуская ток через трос, система взаимодействовала с магнитным полем Земли, создавая тягу без топлива.
Уникальность концепции Екимовской в том, что отличие от предыдущих проектов, где тросы использовались для передачи импульса или генерации тяги, проект МАИ предполагает контролируемый разрыв троса в определенный момент.
Самое популярное
