NASA создало солнечный парус последнего поколения. Он будет исследовать глубокий космос
Солнечная энергия — это бесплатный и почти неисчерпаемый источник энергии как на Земле, так и в космосе. Солнце генерирует электричество и посылает поток солнечного ветра в космическое пространство. Солнечные паруса используют этот ветер для движения космических аппаратов. NASA планирует проверить новую конструкцию солнечного паруса, чтобы сделать их более эффективными и улучшить их возможности для перемещения в космосе.
Космические аппараты с солнечными парусами имеют существенные преимущества по сравнению с другими видами космических аппаратов. Они обладают легкими двигательными установками и не испытывают проблем с истощением топлива. Это позволяет этим аппаратам выполнять миссии более экономично и продолжительно, хотя при этом существуют определенные ограничения. Одним из ключевых компонентов космического аппарата с солнечным парусом являются его стрелы, которые поддерживают материал паруса.
Оптимальное соотношение легкости и прочности стрел играет важную роль в обеспечении эффективности работы космического корабля. Хотя солнечные паруса легче по сравнению с другими видами космических аппаратов, вес стрел все еще остается проблемой, которая нуждается в дальнейших исследованиях и усовершенствованиях. Новое солнечное парусное устройство ACS3 от NASA, сделанное из углеродного волокна и гибких полимеров, обладает более жесткой и легкой конструкцией, что делает его более эффективным для космических аппаратов. Развитие таких технологий открывает возможности для более продвинутых космических исследований.
Проект ACS3 начался с использования спутника CubeSat на 12 блоков, разработанного компанией NanoAvionics. Цель миссии — успешное развертывание стрелы солнечного паруса и проверка эффективности космического корабля с этой новой технологией. Для изменения направления космический корабль будет вращать солнечные паруса. В случае успешного развертывания стрелы команда ACS3 намерена провести маневры, изменив орбиту корабля. В будущем команда планирует создать более крупные паруса с возможностью генерации большей тяги. Алан Роудс из Исследовательского центра Эймса NASA надеется, что новые технологии, использованные в миссии, будут вдохновлять на создание новых проектов в других областях.
Проект ACS3 будет запущен на ракете Electron с космодрома Rocket Lab в Новой Зеландии. Он направится на солнечно-синхронную орбиту на высоте 1 тыс. км над поверхностью Земли. По достижении орбиты космический корабль развернет стрелы и парус. Процесс развертывания паруса займет примерно 25 минут, а его площадь сбора фотонов составит 80 кв. м. Это значительно больше, чем у LightSail 2, площадь паруса которого составляла 32 кв. м. На борту будут камеры для наблюдения за процессом развертывания паруса и сбора данных для будущих улучшений.
«Семь метров развертываемых стрел могут складываться в форму, которая помещается в вашей руке», — отметил Алан Роудс, ведущий системный инженер миссии в Исследовательском центре Эймса NASA. «Мы надеемся, что новые технологии, примененные на этом космическом корабле, вдохновят других их использовать в направлениях, которые мы даже не предполагаем».
ACS3 представляет собой часть технологической программы NASA, нацеленной на создание небольших космических аппаратов для демонстрации уникальных возможностей. Особенностью ACS3 являются его уникальные стрелы из композитного материала и углеродного волокна, которые позволяют системе потенциально поддерживать гигантские паруса площадью до 2 тыс. кв. м. — это примерно половина площади футбольного поля.
С увеличением размера парусов меняются и возможности миссий, которые они могут выполнять. Алан Родс подчеркнул значение такой технологии, указав на бесконечный источник энергии в виде солнечного света, который может использоваться для приведения в движение более крупных парусов без необходимости переноса дополнительного топлива на борту.
Космические корабли с солнечными парусами, действительно, отличаются от других космических аппаратов, так как не обладают мгновенной тягой, характерной для химических или электрических двигателей. Однако их постоянная тяга исключительно полезна для выполнения уникальных задач, таких как занятие определенных позиций в пространстве для изучения Солнца или использование в качестве систем раннего предупреждения о солнечных бурях и выбросах корональной массы.
Новые композитные стрелы также могут найти применение в других областях. Благодаря их легкости, прочности и компактности, они могут быть использованы в качестве структурной основы для будущих жилых модулей на Луне и Марсе, а также поддерживать другие конструкции, включая системы связи. Руди Аквилина, руководитель проекта миссии «Солнечный парус» в NASA Ames, верит в огромный потенциал этой технологии для будущих космических миссий. Демонстрация возможностей солнечных парусов и композитных стрел является важным шагом в их использовании для вдохновения и планирования будущих экспедиций во Вселенную.
Космическое агентство ищет четырех добровольцев, которые проведут год на Марсе, точнее, на 3D-печатной копии Красной планеты. Изоляция практически гарантирована. Эксперимент проводится в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне и является частью программы NASA Chapea, которая призвана помочь разработать и оценить системы, которые будут использоваться первым поколением астронавтов для посещения Марса в рамках миссий, запланированных на 2030-е годы.
