НАСА тества сегмент от слънчевото платно на мисията си "Слънчев крайцер"

Ваня Милева Последна промяна на 13 декември 2022 в 00:01 4514 0

Концепция на художник на мисията "Слънчев крайцер". Кредит: NASA

Екип, ръководен от Центъра за космически полети "Маршал" (MSFC) на НАСА, наскоро е избран да разработи космически кораб със слънчеви платна, който ще бъде изстрелян през 2025 г. Известна като Solar Cruiser ("Слънчев крайцер"), тази възможна мисия е с площ 1653 м2 и е с дебелина колкото човешки косъм. Спонсориран от отдела за хелиофизика на Дирекцията за научни мисии (SMD), този технологичен демонстратор ще интегрира няколко нови технологии за слънчеви платна, разработени от различни организации, за да се усъвършенства технологията за слънчеви платна за бъдещи мисии.

В наскоро публикувано от НАСА видео виждаме как инженери и индустриални партньори в MSFC в Хънтсвил, Алабама, разгръщат сегмент от прототипа на слънчевото платно.

Видеоклипът, заснет на 13 октомври, показва как екипите използват две леки композитни стрели с дължина 30.5 м, за да разгънат за първи път квадрант от прототипа на слънчевото платно с площ 400 кв. м. След като бъде реализиран, демонстрационният кораб "Слънчев крайцер" ще валидира технологии, които ще позволят бъдещи мисии за изучаване на Слънцето, взаимодействието му със Земята и разширената му атмосфера (известна още като хелиосфера).

Екипът на Solar Cruiser включва индустриални партньори като разработчика на космически кораб и полезен товар Ball Aerospace, производителя на критични системи Roccor, LLC и подизпълнителя NeXolve, който е специализиран в производството на тънки, леки материали и структури (като филми за слънчеви платна). Заедно с НАСА те използват постиженията в технологията на слънчевите платна от последното десетилетие, включително елементи от предишни мисии. Те включват:

• Мисията NanoSail-D на НАСА
• Мисията на JAXA "Междупланетен кораб, ускорен от слънчевата радиация" (IKAROS - Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun)
• Мисиите LightSail на Планетарното общество
• Мисията на НАСА "Скаут" (Scout) за близко прелитащи покрай Земята астероиди (NEA - Near-Earth Asteroid)

Във видеото участват учените от НАСА Лес Джонсън, главен изследовател на мисията NEO Scout, която стартира с Артемис I (един от десетте товара). Както той обяснява, целта на това разгръщане е да се провери как ще се разгърне платното, след като се окаже в космоса:

"Тестът за разгръщане на платното, който току-що завършихме тук, в НАСА Маршал, бе наистина тест за функционалността на платното. Можете ли да навиете тези двеста фута дълги стрели, да ги поставите в разгръщач, да ги прикрепите към платно с площ над четири хиляди квадратни фута, когато всичко е сгънато и навито, да го поставите в малка кутия и да го разгърнете без чужда помощ? И отговорът е "да". Проведохме много успешен тест и резултатите са видими в снимките, които бяха направени, и данните, които събрахме по време на теста."

Слънчевите платна разчитат на лек силно отразяващ материал и на непрекъснатото налягане на фотоните от слънчевите лъчи (слънчевия вятър), за да генерират тяга. По този начин отпада необходимостта от гориво, което съставлява по-голямата част от масата на мисията преди полета или от тежките електрически двигатели, които захранват двигателите с ефект на Хол (йонни двигатели). Освен че увеличават масата на мисията, те също така ограничават нейния живот и местата за наблюдение. Това е целта на "Слънчевия крайцер", който ще демонстрира способността на слънчевото платно да извършва наблюдения от позицията на точката на Ланграж L1.

Проектът включва и четири 29,5-метрови леки мачти, подобни на TRAC™ (Triangular, Rollable and Compressible) метални триъгълни подвижни и сгъваеми мачти, използвани от мисията NEA Scout. Проектирани от Военновъздушните сили на САЩ и лицензирани на Roccor, LLC, тези мачти са подобни на тези, използвани от космическия телескоп James Webb (JWST) за разгръщане на слънчевия му щит. За целите на "Слънчевия крайцер" Roccor разработва мачти TRAC, използвайки по-леки композитни материали чрез програмата на НАСА за изследване на иновациите в малкия бизнес (SBIR - Small Business Innovation Research).

В платното са вградени и отразяващи контролни устройства RCD (Reflective Control Devices), които осигуряват контрол на положението без задвижване и помагат за поддържане на стабилността на платното. Мембраната на платното се състои от тънкослоен полиамид, който успешно се използва при NanoSail-D, покрит с алуминий, за да бъде отразяващ. Този материал е избран поради доказаните му свойства по време на полет и това, че е мащабируем за платна с всякакъв размер - от платно с площ 10 м2 на NanoSail-D до платна с площ над 10 000 м2. Това е в съответствие с една от основните цели на Solar Cruiser, а именно възможността за изграждане на платна с нарастващи размери.


"Ключът към осъществяването на някои от тези мисии е наличието на все по-големи и по-големи платна, които са много леки", заявява Лес Джонсън. "И затова преминаваме от платна с размерите на NEA Scout, деветстотин двадесет и пет квадратни метра, към седемнадесет хиляди и осемстотин квадратни метра. А в бъдеще ще правим платна, които са още по-големи. И колкото по-голямо е платното, най-общо казано, толкова по-добри са възможностите му за извършване на задвижване и по-висока тяга."

Изследването на хелиофизиката е от жизненоважно значение за Националната океанска и атмосферна администрация (NOAA) и Министерството на отбраната. Тези правителствени организации отговарят за издаването на предупреждения за тревоги и прогнози за космическото време и за наблюдението на неща като слънчеви изригвания, които причиняват смущения в комуникациите или сателитите. Слънчевият крайцер ще демонстрира също така възможността за извършване на устойчиви измервания на място на земната магнитна опашка ( Earth’s magnetotail) - взаимодействието между земната магнитосфера и слънчевия вятър.

Илюстрация на художник на NEA Scout, който посещава астероид в близост до Земята (NEA). Кредит: NASA

Мониторингът на слънчевата активност и космическото време представлява интерес и за програмите на НАСА за изследване на човека. Преди края на това десетилетие програмата Артемис ще изпрати астронавти на Луната за първи път от повече от петдесет години. Дългосрочната цел на Артемис е да се създаде "устойчива програма за изследване на Луната", която ще включва създаване на инфраструктура и продължителни престои на лунната повърхност. До 2030 г. НАСА планира да изпрати мисии с екипаж до Марс, които ще се състоят от шест до деветмесечен преход и научни операции на марсианската повърхност.

Познаването на начините за прогнозиране на слънчевите явления ще гарантира здравето и безопасността на астронавтите и изправността на тяхното оборудване. Още една вълнуваща област на изследване, която НАСА и други космически агенции ще развиват през следващите години. И е оправдано да се каже, че тези усилия ще дадат възможност за нови мисии, които ще разширят разбирането ни за Слънчевата система и Вселената.

Източник: NASA Tests a Solar Sail Segment of its Enormous Solar Cruiser Mission, Universe Today

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !