Спутники будут заправляться прямо во время полета
Наука и космос055 минут назад
Испанская компания Kreios Space готовится протестировать уникальный двигатель для спутников, который сможет использовать атмосферу Земли в качестве рабочего тела. Если эксперимент пройдет успешно, технология Air-Breathing Electric Propulsion (ABEP) позволит аппаратам функционировать в течение многих лет на сверхнизких орбитах без значительного запаса топлива или другого рабочего тела на борту.
Первый экспериментальный спутник с системой ABEP планируется вывести на низкую околоземную орбиту VLEO. Точная дата запуска пока не объявлена, но Kreios Space ориентируется на 2027 год.
Работа системы основана на принципе, схожем с воздушно-реактивным двигателем, только вместо плотного воздуха она использует крайне разреженную атмосферу. Спутник захватывает остаточные молекулы газа, которые затем нагреваются и ионизируются. Получившаяся плазма ускоряется и выбрасывается из двигателя, создавая тягу.
Основное преимущество данной схемы заключается в том, что спутнику не требуется постоянно расходовать привезенное с Земли рабочее тело. Электричество для двигателя могут обеспечивать солнечные панели, а вещество для создания тяги аппарат получает непосредственно из окружающей атмосферы.
ABEP разрабатывается специально для VLEO — сверхнизких орбит на высоте от 100 до 400 км. У них имеется серьезный недостаток: даже очень разреженная атмосфера оказывает на спутник заметное сопротивление, что постепенно снижает его скорость и высоту.
Обычный двигатель может компенсировать это торможение, но при постоянной работе запас рабочего тела быстро истощается. В результате срок службы спутника на VLEO оказывается ограниченным.
ABEP предлагает обратить эту проблему в преимущество. Атмосфера, тормозящая спутник, одновременно становится источником рабочего тела для его двигателя. Если система сможет захватывать достаточное количество молекул и эффективно разгонять их, аппарат сможет постоянно компенсировать атмосферное сопротивление и удерживать заданную орбиту.
Для первой демонстрационной миссии Kreios Space выбрала платформу MP42 компании Kongsberg NanoAvionics из Литвы. Инженеры NanoAvionics адаптируют спутник под экспериментальную двигательную установку и интегрируют в него систему ABEP.
Сверхнизкие орбиты привлекательны по нескольким причинам. Чем ближе спутник располагается к Земле, тем более детальные изображения он может получать при использовании сопоставимой оптики. Это особенно актуально для дистанционного зондирования, картографии и наблюдения за различными объектами на поверхности.
Меньшая высота также может улучшить характеристики спутниковой связи: сокращается расстояние до наземных терминалов, что потенциально позволяет снизить задержку сигнала и требования к мощности радиоканала.
Кроме того, VLEO пока значительно менее загружены, чем более высокие низкие околоземные орбиты, где уже функционируют тысячи спутников. Высоты ниже примерно 400 км используются гораздо реже именно из-за сильного атмосферного торможения.
У такой схемы есть и дополнительный плюс в борьбе с космическим мусором. Если спутник на VLEO выйдет из строя и прекратит поддерживать орбиту, он относительно быстро начнет снижаться и в конечном итоге сгорит в атмосфере. Он не будет оставаться на орбите в качестве неуправляемого объекта десятилетиями.
Однако сначала Kreios Space необходимо будет доказать, что технология действительно функционирует в космосе. Верхняя атмосфера чрезвычайно разрежена, и ее плотность изменяется в зависимости от высоты и солнечной активности. Двигателю необходимо будет эффективно собирать небольшое количество молекул, чтобы создать достаточную тягу хотя бы для компенсации постоянного аэродинамического торможения.
Если испытание пройдет успешно, ABEP может открыть путь к практически постоянной эксплуатации спутников на сверхнизких орбитах. Аппараты смогут получать рабочее тело буквально из окружающего пространства, и срок их работы перестанет напрямую зависеть от объема топлива, доставленного с Земли.
DexterИсточники:Space.comНаука и космос0космос55 минут назад
Источник