Размещать на космических объектах устройство, "сдувающее" мусор с опасной орбиты, предложили ученые Самарского университета. Новый способ защиты позволит избежать аварий в безвоздушном пространстве и продлить срок службы станций и спутников. Результаты представлены в Acta Astronautica.
Столкновение космического аппарата даже с маленькой частичкой мусора может обернуться большими проблемами. Еще большую опасность представляет габаритный орбитальный мусор (вышедший из строя спутник или старая ступень ракеты), контакт которого с любым объектом в космосе может привести к полному уничтожению даже таких крупных объектов, как Международная космическая станция (МКС), рассказали специалисты Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева (Самарского университета).
Они добавили, что на сегодняшний день единственным доступным способом предотвращения столкновения с посторонними объектами является корректировка орбиты космической станции либо за счет ее собственных двигателей, либо за счет двигателей пристыкованных к ней космических кораблей. Говоря об МКС, специалисты напомнили, что с 1999 года было осуществлено 38 таких маневров, на каждый из которых было затрачено большое количество топлива.
Исследователи Самарского университета предложили новый способ защиты космической станции от космического мусора. Он предполагает размещение на объекте специального космического аппарата, который может отстыковываться от "базы" в случае опасности и решать проблему.
"Сложность в том, что мы не можем точно прогнозировать его траекторию на большие промежутки времени. О потенциальной опасности столкновения (сближения на опасное расстояние) становится известно примерно за два дня до этого события, после чего запускаются протоколы по расчету маневра уклонения", — рассказал один из авторов разработки, доцент кафедры теоретической механики Самарского университета Александр Ледков.
Он пояснил, что спроектированный аппарат будет отстыковываться от станции и лететь к космическому мусору. После сближения он направит на космический мусор струю своего электрореактивного двигателя и "сдует" космический мусор с опасной орбиты, как фен.
"Мы нашли 289 объектов массой больше 1 кг, которые теоретически могут представлять угрозу МКС. Для каждого из объектов мы рассчитали маневр космического аппарата: он отстыковывался от МКС, перелетал в плоскость орбиты космического мусора, сближался с ним на расстояние 10 метров, направлял на него поток ионов, создаваемый электрореактивным двигателем, ионы врезались в поверхность космического мусора и тем самым создавали небольшую тормозящую силу; после того как орбита космического мусора переставала представлять угрозу, космический аппарат возвращался на МКС для дозаправки и сервисного обслуживания", — объяснил исследователь.
Ледков подчеркнул, что при наиболее удачной конфигурации станции и крупного объекта затраты топлива на маневр могут снизиться практически в 10 раз.
"В наиболее выгодном для нашего космического аппарата случае, когда космический мусор (например, ступень ракеты массой около 1400 кг) и МКС движутся в одной плоскости, можно сэкономить 90% топлива. Для классического маневра корректировки орбиты МКС требуется около 2000 кг топлива. Наш космический аппарат потратит чуть более 200 кг", — добавил один из авторов разработки, профессор кафедры теоретической механики Владимир Асланов.
Специалист отметил, что для разработки аппарата необходимо было решить множество научных задач, поэтому в работе активно участвовали студенты магистратуры направления "Механика и математическое моделирование" Института авиационной и ракетно-космической техники Самарского университета.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (гранта № 22-19-00160).
Источник: ri.ria.ru