Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Спутники будут заправляться прямо во время полета
Испанская компания Kreios Space готовится к тестированию инновационного двигателя для спутников, который сможет использовать атмосферу Земли в качестве рабочего тела. Если эксперимент будет успешным, технология Air-Breathing Electric Propulsion (ABEP) позволит аппаратам функционировать на сверхнизких орбитах на протяжении нескольких лет без значительных запасов топлива или других ресурсов на борту.
Первый экспериментальный спутник с системой ABEP планируется вывести на низкую околоземную орбиту VLEO. Точная дата старта пока не объявлена, но Kreios Space нацелена на 2027 год.
Принцип работы системы напоминает воздушно-реактивный двигатель, но вместо плотного воздуха она использует крайне разреженную атмосферу. Спутник захватывает остаточные молекулы газа, которые затем нагреваются и ионизируются. Полученная плазма ускоряется и выбрасывается из двигателя, создавая тягу.
Основное преимущество данного подхода заключается в том, что спутнику не нужно постоянно тратить привезенное с Земли рабочее тело. Энергия для двигателя может поступать от солнечных панелей, а вещество для создания тяги аппарат получает непосредственно из окружающей атмосферы.
ABEP разрабатывается специально для VLEO — сверхнизких орбит на высотах примерно от 100 до 400 км. У них есть серьезный недостаток: даже крайне разреженная атмосфера оказывает заметное сопротивление на спутник и постепенно снижает его скорость и высоту.
Обычный двигатель способен компенсировать это торможение, но при постоянной работе запас рабочего тела быстро иссякает. В результате срок службы спутника на VLEO оказывается ограниченным.
ABEP предлагает преобразовать эту проблему в преимущество. Атмосфера, тормозя 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 к Земле, тем более детальные изображения он может получать с использованием сопоставимой оптики. Это особенно интересно 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 снижает задержку сигнала и требования к мощности радиоканала.
Кроме того, VLEO сейчас 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.
Такой подход имеет дополнительное преимущество в борьбе с космическим мусором. Если спутник на VLEO выйдет из строя и перестанет поддерживать орбиту, он относительно быстро начнет снижаться и в итоге сгорит в атмосфере. Он не останется на орбите в качестве неуправляемого объекта на десятилетия.
Тем не менее, сначала Kreios Space необходимо доказать, что технология действительно функционирует в космосе. Верхняя атмосфера чрезвычайно разрежена, а ее плотность варьируется в зависимости от высоты и солнечной активности. Двигателю потребуется эффективно собирать небольшое количество молекул, чтобы создать достаточную тягу хотя бы для компенсации постоянного аэродинамического торможения.
Если испытание окажется успешным, 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 зависеть от объема топлива, доставленного с Земли.
ИсточникПоделись видео:
