Способов изменить ориентацию космического аппарата в пространстве не так много, все они хорошо известны в отрасли и давно проверены практикой. А учитывая особенности движения в космосе, кажется, что изобрести что-то новое для выполнения этой задачи практически невозможно. Тем не менее в ближайшие годы на околоземной орбите появится спутник с ранее невиданным механизмом точной ориентации: он будет буквально махать своими солнечными панелями, чтобы повернуться.
На Земле, чтобы изменить свое положение в пространстве, можно оттолкнуться. От чего угодно: поверхности, на которой стоишь, стены рядом, а в случае летательного аппарата — от воздуха. Но в космосе это сделать затруднительно.
На околоземной орбите легким спутникам доступна ориентация по линиям магнитного поля — удобный и энергетически «дешевый» способ. Еще можно сделать аппарат продолговатым, тогда гравитационное поле Земли всегда будет поворачивать его более тяжелым концом ближе к планете.
На низких орбитах доступна аэродинамическая стабилизация за счет пусть и очень разреженной, но все еще ощутимой атмосферы. На более высоких и в открытом космосе можно использовать давление солнечного света и ветра. Это, пожалуй, все возможности для космических аппаратов «отталкиваться» от чего-либо, кроме самих себя, для изменения своей ориентации. Чтобы поворачиваться точнее, быстрее и более контролируемо, требуются сложные устройства: например, двигатели-маховики, а также жидкостные, газовые или электрические реактивные двигатели.
Как правило, на космических аппаратах используются комбинации всех перечисленных методов в различных исполнениях. Но чего-то принципиально нового для систем ориентации в космонавтике не применяли с момента ее зарождения полвека назад. Тем удивительнее быстрый рост ранее неизвестного американского стартапа Samara Aerospace.
Концепция разработки Samara Aerospace следующая:
Малый космический аппарат оснащается симметричными раскладными солнечными панелями, сегменты которых соединены не жесткими шарнирами, а гибкими. Эти гибкие шарниры сделаны из пьезоэлектрического материала. Под воздействием тока он может быстро сокращаться или расслабляться, заставляя сегменты солнечных батарей колебаться относительно центра масс космического аппарата. Принцип работы проиллюстрирован на фото выше.
Концепция разработки Samara Aerospace следующая. Малый космический аппарат оснащается симметричными раскладными солнечными панелями, сегменты которых соединены не жесткими шарнирами, а гибкими. Эти гибкие шарниры сделаны из пьезоэлектрического материала. Под воздействием тока он может быстро сокращаться или расслабляться, заставляя сегменты солнечных батарей колебаться относительно центра масс космического аппарата. Принцип работы проиллюстрирован на видео выше…кликни:
Если такие колебания выполняются с большой частотой, они превращают весь космический аппарат в единый двигатель маховик. Потому что вибрация — это быстрое перемещение объекта на очень небольшое расстояние. Таким образом солнечные панели становятся той самой сохраняющей момент импульса массой, от которой и отталкивается аппарат для изменения ориентации.
Что еще любопытно, по заявлениям Samara Aerospace, вибрация не должна помешать работе высокоточных систем спутника. Даже наоборот — такие актуаторы способны компенсировать паразитные вибрации от других источников.
Технология называется Multifunctional Structures for Attitude Control (MSAC) — «многофункциональные структуры для управления ориентацией». Стартап уже продемонстрировал работу MSAC в лабораторных условиях, и установленный на пневматическом подшипнике прототип прекрасно вращался вокруг своей вертикальной оси. Работы по начальному этапу реализации технологии финансировал акселератор стартапов Techstars, они завершились в начале 2024 года.
После успеха с прототипом стартап сразу же привлек внимание государственных и частных инвесторов. В январе Национальный научный фонд США (NSF) выделил Samara Aerospace 275 тысяч долларов в качестве поддержки для создания летного прототипа. На те же цели, как пишет портал SpaceNews, структура ВВС США под названием SpaceWERX выделила стартапу грант в размере 1,25 миллиона долларов. По условиям контракта, на эти деньги Samara Aerospace должна вступить в партнерство с компанией, занимающейся дистанционным зондированием Земли, и испытать MSAC на одном из ее спутников.
Точные сроки реализации проекта не указаны, но темпы работы Samara Aerospace впечатляют. Путь от основания до демонстрации прототипа стартап прошел за два года.
Сейчас цель компании— не подвести инвесторов и запустить летный прототип. Только тогда Национальный научный фонд профинансирует дальнейшую доводку технологии до коммерческого воплощения — вторая фаза контракта обещает дополнительные полтора миллиона долларов. Деньги не фантастические по меркам аэрокосмической отрасли, но для начинающей компании существенные.
Источник: По теме:
Сотрудничество России и OneWeb началось в 2019 году, когда Роскосмос заключил контракт на запуск спутников для развёртывания глобальной интернет-сети. Проект казался взаимовыгодным: Россия предоставляла надёжные ракеты «Союз», а OneWeb – коммерческие заказы. С 28 февраля 2019 года по 10 февраля 2022 года Роскосмос осуществил 11 пусков и вывел на орбиту Земли 428 британских коммуникационных спутников. … ИНТЕРФАКС – Один беспилотный и два пилотируемых полета перспективного транспортного корабля нового поколения (ПТК НП) планируется провести в 2028 году в рамках летных испытаний, сообщили в “Роскосмосе” в субботу. Три полета перспективного транспортного корабля “Орел” планируется провести в 2028 году “В 2028 году планируются лётные испытания ПТК, состоящие из трёх полётов – одного беспилотного и … Технический проект российской многоразовой ракеты «Амур-СПГ», которую в США назвали бумажной, планируется завершить до июля 2025 года. Соответствующий срок в интервью ТАСС обозначил гендиректор Ракетно-космического центра (РКЦ) «Прогресс» Дмитрий Баранов. По его словам, проектирование носителя идет в соответствии с ранее утвержденным графиком. В частности, в настоящее время идет третий — завершающий — этап проектирования. «Третий этап — … Способов изменить ориентацию космического аппарата в пространстве не так много, все они хорошо известны в отрасли и давно проверены практикой. А учитывая особенности движения в космосе, кажется, что изобрести что-то новое для выполнения этой задачи практически невозможно. Тем не менее в ближайшие годы на околоземной орбите появится спутник с ранее невиданным механизмом точной ориентации: он … Первый заместитель генерального директора “Роскосмоса” Андрей Ельчанинов рассказал в интервью “Интерфаксу” о финансовой политике госкорпорации, перспективах космодрома Восточный, переходе России к массовой сборке спутников и международном сотрудничестве. В частности, он сообщил, что плановый убыток отрасли в 2022 году прогнозировался на уровне не менее 50 миллиардов рублей. Мы вышли на цифру 17 с небольшим миллиардов. Такая же системная …
Д. Рогозин о деталях выхода Роскосмоса из программы OneWeb
Российская космонавтика-дайджест за январь-2025
Назван срок защиты техпроекта российской «бумажной ракеты»
Samara Aerospace испытает «машущий крыльями» спутник
Российский сегмент МКС топить нельзя, а поднять его орбиту
