Некоторые из лучших вещей в науке элегантны и просты. Новая двигательная система, разрабатываемая в Испании, является тем и другим, и может помочь решить растущую проблему со спутниками Земли: распространение космического мусора.
Исследователи из Университета Карлоса III в Мадриде (UC3M) и Политехнического университета в Мадриде (UPM) в Испании патентуют новый тип двигательной установки для орбитальных спутников, в которой не используются пропелленты и расходные материалы. Система в основном привязная, в форме алюминиевой ленты длиной в пару километров и шириной в пару дюймов, которая тянется от спутника. Исследователи называют это космической связью.
«Это разрушительная технология, потому что она позволяет преобразовывать орбитальную энергию в электрическую и наоборот без использования каких-либо расходных материалов». - Гонсало Санчес Арриага, UC3M.
Легкая космическая связь сворачивается во время запуска, и как только спутник выходит на орбиту, он развертывается. После развертывания лента может преобразовывать электричество в тягу или тягу в электричество. Испанские исследователи говорят, что космические связи будут использоваться парами.
Система основана на так называемой привязи с малой работой. Специальное покрытие на тросе обладает улучшенными свойствами электронной эмиссии при получении солнечного света и тепла. Эти специальные свойства позволяют ему функционировать двумя способами. «Это разрушительная технология, потому что она позволяет преобразовывать орбитальную энергию в электрическую и наоборот без использования каких-либо расходных материалов», - сказал Гонсало Санчес Арриага, исследователь Рамон и Кахал из отдела биоинженерии и аэрокосмической техники UC3M.
По мере того, как спутник теряет высоту и приближается к Земле, трос преобразует гравитационную тягу в электричество для использования системами космического корабля. Когда речь идет об орбитальных объектах, таких как Международная космическая станция (МКС), эта система привязи может решить надоедливую проблему. Каждый год МКС должна сжигать значительное количество топлива для поддержания своей орбиты. Трос может генерировать электричество по мере приближения к Земле, и это электричество может заменить пропеллент. «С помощью привязного устройства с малой работой и энергией, обеспечиваемой солнечной панелью МКС, атмосферное сопротивление может быть компенсировано без использования ракетного топлива», - сказал Арриага.
«В отличие от современных технологий движения, трос с малой работой не нуждается в топливе и использует природные ресурсы из космической среды, такие как геомагнитное поле, ионосферная плазма и солнечная радиация». - Гонсало Санчес Арриага, UC3M.
Для спутников с достаточной бортовой мощностью трос будет работать в обратном порядке. Он будет использовать электричество для обеспечения тяги к космическому кораблю. Это особенно полезно для спутников в конце их срока службы. Вместо того, чтобы томиться на орбите в течение длительного времени в качестве космического мусора, заброшенный спутник мог бы быть вынужден вернуться в атмосферу Земли, где он мог бы сгореть безвредно.
Система пространственной связи основана на том, что называется перетаскиванием Лоренца. Лоренц сопротивление является электродинамическим эффектом. (Энтузиасты электродинамики могут прочитать все об этом здесь.) Я не буду вдаваться в подробности, потому что я не физик, но испанские исследователи предполагают, что сопротивление Лоренца можно легко наблюдать, наблюдая, как магнит падает через медную трубку. , Вот видео.
Космические организации проявили интерес к тросам с низкой функциональностью, и испанская команда рассказывает об этом экспертам в США, Японии и Европе. Следующим этапом является изготовление прототипов. «Самая большая проблема заключается в его производстве, потому что трос должен обладать очень специфическими оптическими и электронно-эмиссионными свойствами», - говорит Санчес Арриага.
Испанское министерство экономики, промышленности и конкурентоспособности предоставило испанской команде грант на исследование материалов для системы. Команда также представила предложение для финансирования консорциуму Future-Emerging Technologies (FET-Open) Европейской комиссии. «Проект FET-OPEN будет основополагающим, поскольку в нем рассматриваются производство и характеристика первого привязного устройства с малой работой и разработка набора для снятия орбит, основанного на этой технологии, который будет испытан в будущем космическом полете. Если бы это финансировалось, это стало бы трамплином для будущего привязей с малой функциональностью в космосе », - заключил Санчес Арриага.
В этом видео Гонсало Санчес Арриага объясняет, как работает система. Если вы не говорите по-испански, просто включите субтитры.
