Создан ключ к освоению дальнего космоса без использования топлива
Исследователи под руководством д-р Каппеллетти из Ноттингемского университета (Англия) продвинули технологии космических двигательных установок без топлива, представив новый класс «трансмиссивных» солнечных парусов. Статья опубликованная в журнале Acta Astronautica, демонстрирует потенциал этих сверхлегких устройств для будущих космических миссий.
В отличие от обычных солнечных парусов, которые работают за счет отражения света, трансмиссивные паруса управляют движением космического аппарата, пропуская солнечные лучи и изменяя их направление с помощью микроскопических узоров, создающих преломление. Простыми словами, свет «гнется» внутри паруса, создавая ускорение, без необходимости расходовать топливо. Это позволяет космическим аппаратам дольше работать в глубоком космосе и снижает зависимость от ограниченных запасов топлива.
Аспирант Сэмюэл Томпсон, участвовавший в проекте, объяснил:
«Для этой работы я создал компьютерную симуляцию, которая показывает, как свет проходит через сложные узоры на солнечном парусе. Это помогло нам понять и улучшить его ускорение и стабильность. Свет ведет себя сложно, и обычными формулами это трудно рассчитать, поэтому я использовал специальный алгоритм с "обучением" на опыте, который автоматически подбирает лучшие варианты конструкции. Такой парус можно легко настроить под конкретные миссии или быстро изменить при новых требованиях».
Исследование направлено на разработку новых солнечных парусов, которые могут превзойти существующие отражающие аналоги, особенно в условиях высокой сопротивляемости на низкой околоземной орбите (НОО). Томпсон добавил:
«В рамках моего проекта PhD я применял эти новые паруса для улучшения уже готовых конструкций, которые скоро смогут использоваться на практике, и для создания прототипа солнечного паруса NottSpace. Такие паруса могут стать доступным и эффективным способом убирать космический мусор с низкой околоземной орбиты».
Команда также изучает возможности использования этих парусов для солнечной геоинженерии — технологии, которая может отражать или рассеивать солнечную радиацию, снижая глобальные температуры. Д-р Каппеллетти была приглашена представить концепцию на мероприятии ООН по климатическим инновациям, подчеркнув потенциал солнечных парусов для устойчивых планетарных систем защиты от перегрева.
Кроме теоретических исследований, трансмиссивные паруса уже внедряются в практические миссии CubeSat, включая WormSail и JamSail — компактные 3U-спутники, разрабатываемые в Ноттингемском университете. Эти проекты демонстрируют недорогие солнечные двигательные установки и новые стратегии управления ориентацией на низкой орбите, создавая возможности для перевода научных разработок в реальные технологии.
