Группа исследователей из исследовательского центра НАСА имени Лэнгли и партнеры из исследовательского центра НАСА имени Эймса, компании Nano Avionics и лаборатории робототехники Университета Санта-Клары разрабатывают миссию для усовершенствованной композитной системы солнечных парусов (ACS3). Это развертываемая легкая композитная стрела и система солнечных парусов, то есть впервые композитная стрела используется для солнечных парусов на рельсах.
Система работает на солнечной энергии и может заменить ракетное топливо и электрические двигательные установки. Использование солнечной энергии открывает возможности, которые могут быть недоступны при проектировании космических аппаратов.
Композитная стрела развертывается с помощью 12-блочного (12U) кубсата, экономичного наноспутника размером всего 23 см x 34 см. По сравнению с традиционной металлической развертываемой стрелой, стрела ACS3 на 75% легче, а термическая деформация при нагреве снижена в 100 раз.
Оказавшись в космосе, CubeSat быстро развернет солнечную батарею и выдвинет композитную балку, что займет всего 20-30 минут. Квадратный парус изготовлен из гибкого полимерного материала, армированного углеродным волокном, и имеет длину около 9 метров с каждой стороны. Этот композитный материал идеально подходит для таких задач, поскольку его можно свернуть для компактного хранения, но при этом он сохраняет прочность и устойчив к изгибу и деформации при изменении температуры. Бортовая камера будет записывать форму и положение развернутого паруса для последующей оценки.
Технология, разработанная для композитной балки миссии ACS3, может быть применена и к будущим миссиям с солнечными парусами площадью 500 квадратных метров, а исследователи работают над созданием солнечных парусов размером до 2000 квадратных метров.
Цели миссии включают в себя успешную сборку парусов и развертывание композитных балок на низкой околоземной орбите для оценки формы и эффективности конструкции парусов, а также для сбора данных о характеристиках парусов с целью получения информации для разработки более крупных систем в будущем.
Ученые надеются собрать данные с миссии ACS3 для разработки будущих систем, которые можно будет использовать для связи в пилотируемых исследовательских миссиях, на спутниках раннего предупреждения о космической погоде и в миссиях по разведке астероидов.
Дата публикации: 13 июля 2021 г.
