Новые двигатели позволят построить гигантские антенны в космосе
Российские специалисты создали газовый двигатель для наноспутников. Разработку ведут в МАИ и Самарском национальном исследовательском университете. Устройство повысит маневренность малых аппаратов и поможет объединять их в группировки. Об этом сообщает Известия.
Новая силовая установка — импульсный плазменный двигатель. Тягу он создает за счет электричества: разгоняет ионизированный газ в магнитном поле. Система рассчитана на аппараты массой до 10 кг. Бак с газом можно поставить в любой свободной полости спутника и подключить к двигателю трубками. Так на борту удастся хранить больше рабочего тела, а время маневров вырастет.
Сердце устройства — быстрый электромагнитный клапан. Его подвижная мембрана сделана из магнитного материала и очень тонкая. Короткий импульс тока заставляет электромагнит отжать деталь и впустить порцию газа в канал. Затем давление возвращает ее на место. Трущихся элементов нет, поэтому механизм должен быть надежным и долговечным, а энергопотребление остается низким.
По расчетам и экспериментам, в космосе частота импульсов составит 1–2 Гц. Клапан выдержит более 1 млн срабатываний без серьезной деградации. Аппарат сможет маневрировать в общей сложности 300 часов. Двигатель пригодится для выведения наноспутников на целевые орбиты и корректировки их положения в больших группировках.
Такие группировки способны работать как распределенные антенны и обсерватории. Из множества малых телескопов или антенн можно построить систему, чье «зеркало» растянется на тысячи или миллионы километров. Принцип интерферометрии обеспечит такое угловое разрешение, какое не дает один аппарат. В перспективе это поможет искать следы жизни на экзопланетах и фиксировать гравитационные волны, включая изучение сверхмассивных черных дыр.
Еще одно применение — дистанционное зондирование Земли. Сеть аппаратов сможет следить за циклонами, лесными пожарами, извержениями вулканов и дрейфом льдов, а также за перемещением транспорта и грузов. Спутники вокруг Солнца, по словам астрофизика Владимира Афанасьева, дадут стереоизображения светила в реальном времени. Это повысит точность прогнозов магнитных бурь и космической погоды.
Однако эксперты отмечают: пока речь о технологиях будущего. Современные наноспутники имеют ограниченный функционал. Сергей Язев из Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН, где он ведущий научный сотрудник, напомнил, что у России нет собственного аппарата для изучения Солнца, поэтому гелиофизики пользуются зарубежными данными. Также в НИЯУ МИФИ разработали испытательный комплекс для бортовых компьютеров наноспутников: тестирование занимает 40 часов вместо восьми недель. Военный эксперт Дмитрий Корнев сравнил распределенную систему с фасеточным глазом мухи, где каждая ячейка наблюдает независимо. По его словам, дублирование задач делает группировки устойчивее: потеря части аппаратов не нарушит работу системы.
