24.01.2018

Ученые предложили новый вид пропульсивной системы для орбитальных спутников

Испанские инженеры и ученые ведут разработку новой пропульсивной системы, которая обещает решить усугубляющуюся проблему космического мусора. Исследователи из Мадридского университета имени Карлоса III, а также Мадридского политехнического университета запатентовали новую технологию пропульсивной системы для орбитальных спутников, особенностью которой является отсутствие необходимости в использовании какого-либо вида топлива и любых других расходных материалов.

Система представлена в виде специальной электропроводящей алюминиевой ленты длиной пару километров и шириной несколько сантиметров, которая будет двигаться за спутником как хвост. Ученые называют ее «космическим поводком».

При запуске легкая и прочная космическая лента будет находиться в свернутом состоянии. Как только спутник выйдет на заданную орбиту, лента развернется. Когда это произойдет, лента сможет либо конвертировать электричество в тягу, либо тягу в электричество. Испанские ученые, стоящие за этой разработкой, говорят, что использоваться она будет парно.

Сама система основана на одной из особенностей движения электронов. Лента имеет специальное покрытие, обладающее свойством повышенной эмиссии электронов при воздействии на него солнечного света и тепла. Эти особые свойства позволяют ей выполнять сразу две полезные функции.

«Это революционная технология, так как она позволяет преобразовывать орбитальную энергию в электрическую и обратно, при этом без использования каких-либо расходных материалов», — прокомментировал руководитель разработки Гонсало Санчес Арриага из Мадридского университета имени Карлоса III.

Как только спутник будет терять высоту и начнет приближаться к Земле, лента начнет конвертировать силу, создаваемую гравитацией, в энергию для использования космическим аппаратом. Исследователи считают, что такая технология может пригодиться и для Международной космической станции. Каждый год МКС приходится сжигать довольно большой объем топлива для корректировки своей орбиты. Лента, в свою очередь, сможет генерировать для станции дополнительное электричество, как только та начнет снижаться. Затем энергию можно использовать в качестве замены топлива.

«С этой лентой, а также энергией, которую обеспечивают солнечные панели МКС, атмосферное сопротивление можно компенсировать без использования топлива», — говорит Арриага.

«В отличие от ныне используемых пропульсивных технологий, наша технология не требует пропеллента и использует природные эффекты космической среды, такие как геомагнитное поле, ионосферную плазму и солнечное излучение», — добавил ученый.

У спутников с достаточным бортовым питанием лента будет работать в обратном порядке. Она будет использовать электричество для создания тяги для космического аппарата. Особенно полезным это может оказаться ближе к концу рабочего срока последнего. Ведь таким образом вместо того, чтобы оставить космический аппарат на орбите в виде очередного куска мусора, все еще обладающий энергией спутник можно будет вручную направить в атмосферу Земли, где он сможет безопасно сгореть.

В основе всей технологии лежит электродинамический эффект — так называемое сопротивление Лоренца. В подробности вдаваться не будем, но испанские ученые говорят, что этот эффект можно наблюдать на примере магнита, падающего сквозь медную трубку.

Некоторые космические организации уже выразили свой интерес к специальной электрообразующей ленте. К испанской команде ученых обратились эксперты из США, Японии и Европы. Следующим шагом для испанских специалистов станет фактическое создание прототипов.

«Самым сложным для нас является производство, потому как лента должна обладать очень специфическими оптическими и электрон-эмиссионными свойствами», — говорит Гонсало Санчес Арриага.

Министерство экономики и промышленности Испании выделило испанской команде грант на разработку необходимых материалов для системы. Ученые также направили предложение о взаимовыгодном сотрудничестве в консорциум Европейской комиссии по развитию научных исследований и технологий (FET-Open).

«Сотрудничество в рамках проекта FET-Open могло бы стать основополагающим, так как в его ходе мы могли бы собрать и провести в рамках будущих космических миссий испытания первой полноценно функционирующей системы, а также разработать комплект дополнительных средств, необходимых для изменения орбиты космических аппаратов на базе этой технологии», — отметил Санчес Арриага.

Николай Хижняк

Источники:

1. hi-news.ru