![]() |
Исследовательский центр НАСА имени Гленна рассказывает о революционном решении в области двигательной установки для малых космических аппаратов. Разработанный в Исследовательском центре имени Гленна НАСА технологический комплекс LEW-TOPS-162 (Small Spacecraft Electric Propulsion — SSEP) позволяет создать компактную, высокопроизводительную, долговечную и масштабируемую первичную двигательную установку для малых космических аппаратов. SSEP относится к классу космических двигательных установок, известных как солнечные электрические двигатели (SEP), в которых тяга создается за счет солнечной энергии и солнечных батарей, а не за счет тяжелых горючих химических веществ. Комбинируя электрические и магнитные поля, SSEP преобразует солнечную энергию в тягу, удерживая электроны, выбрасываемые из катода, в кольце, напоминающем пончик, создаваемом кольцевым магнитным полем внутри его двигателя. Это создает ток Холла — циркулирующий вихрь электронов, заключенный в кольцевом пространстве двигателя, и позволяет использовать двигатели на эффекте Холла (HET). Тяга создается, когда на одном конце кольцевого двигателя выпускается нейтральный газ, который затем попадает в ток Холла, где электроны сталкиваются с ним и ионизируют его. Заряженный газ под действием электрического поля резко ускоряется и выходит из другого конца кольцевого двигателя, создавая тягу. SSEP решает технологический пробел НАСА, а именно отсутствие высокоэффективной системы SEP, оптимизированной для малых космических аппаратов весом от 200 до 500 килограммов. Такой масштаб космических аппаратов делает SSEP идеальным для использования в системе rideshare. Это практика приобретения вторичного объема полезной нагрузки на ракете, орбитальная траектория которой в основном оплачивается другой ракетой. Максимально увеличивая пропускную способность с помощью системы rideshares, в космос поднимается больше оборудования, что создает больше возможностей для малых космических аппаратов. Опираясь на наследие, SSEP увеличивает срок службы субкиловаттных HET. По сравнению с современными субкиловаттными HET, SSEP работает в пять-семь раз дольше, что делает его идеальным для применения в условиях высокой маневренности на низкой околоземной орбите (LEO), геостационарной орбите (GEO), в лунных миссиях и за их пределами. Наследие — это термин искусства. Как следует из названия, это продемонстрированный технологический успех, передаваемый от одной космической миссии к другой. Поскольку полеты космических аппаратов обходятся очень дорого, разработчики миссий ценят проверенные и испытанные в космосе технологии. Наследие помогает новым космическим аппаратам избежать дорогостоящих неудач, поскольку конструкторы выбирают проверенные технологии. Зная об этом, команда NASA Glenn's SSEP разрабатывала проект с учетом наследия. В отличие от других технологических решений, ориентация SSEP на традиционные методы проектирования, материалы, процессы и компоненты способствует освоению рынка, а также внедрению творческих и целенаправленных конструкторских разработок, выводящих возможности субкиловаттных HET за рамки современных. Чтобы способствовать освоению рынка и повышению конкурентоспособности американской космонавтики, Гленн предоставляет эти технологии по отдельности или в совокупности американским компаниям на основе бесплатного, неэксклюзивного лицензионного соглашения с сопутствующим Соглашением о космическом акте (SAA). SAA — это юридические инструменты сотрудничества НАСА. В рамках этого соглашения лицензиаты получают всеобъемлющий технический пакет, который NASA Glenn создало и курирует. НАСА предоставляет эту услугу с целью приобретения в конечном итоге высококачественных и высокопроизводительных систем SEP американского производства. Преимущество HET перед другими высокоэффективными SEP, такими как решетчатые ионные двигатели, заключается в их более высоком соотношении тяги и мощности. Высокое соотношение тяги и мощности делает HET привлекательными для миссий, требующих большого импульса. Поскольку в большинстве полетов SEP сегодня используются HET, их развитие имеет непосредственные последствия для космической отрасли. Согласно экономическим прогнозам, в 2040 году доходы от коммерческой космонавтики могут превысить 1 триллион долларов США; в 2020 году этот показатель составлял 350 миллиардов долларов. Этот рост обусловлен снижением стоимости доступа в космос и ростом спроса на спутниковые услуги. Оказывая влияние на этот растущий рынок, SSEP может революционизировать возможности малых космических аппаратов при минимизации затрат на запуск. В соответствии с «уравнением тирании ракеты», или формулой Циолковского, увеличение полезной нагрузки на ракете приводит к увеличению массы ракетного топлива. Больше массы означает больше топлива; больше топлива порождает больше массы, что приводит к увеличению количества топлива. SSEP разорвал этот замкнутый цикл. Сегодня, когда полеты на низкую околоземную орбиту стали регулярными, космическая отрасль напоминает авиационную. Увеличение частоты запусков означает увеличение числа поездок. Чтобы максимально увеличить количество поездок, больше малых космических аппаратов, оснащенных SSEP, могут использоваться в качестве дополнительной полезной нагрузки и отправляться после выведения на орбиту.
Зарождается концепция LunaNet. Для того чтобы НАСА могло обеспечить устойчивое присутствие на Луне, необходима высокоскоростная и бесперебойная инфраструктура лунной спутниковой связи. Концепция LunaNet предусматривает связь между посадочными аппаратами, лунными приборами и астронавтами с аванпостами на Луне и планируемой космической станцией Gateway. Для этого НАСА нужны высокопроизводительные спутники связи, которые будут работать на орбите Луны в качестве ретрансляторов между всеми этими узлами и темной стороной Луны. Один из способов экономически выгодно доставить их туда — использование SSEP. Вместо того чтобы запускать десятки спутников связи с десятков ракет, можно запустить их все одной ракетой на НОО. Затем спутники LunaNet смогут самостоятельно маневрировать на лунных орбитах под действием собственной энергии, что позволит значительно сэкономить средства. Кроме того, SSEP дает возможность недорогим малым космическим аппаратам замедляться после выхода в космос. Типичные недорогие миссии достигают стоимости за счет пролетов, а не остановок. Не останавливаясь, космические аппараты избегают значительного истощения массы топлива для маневров замедления, что значительно снижает массу космического аппарата и стоимость миссии. Без замедления цель, на достижение которой ушли месяцы или годы, можно рассмотреть лишь за несколько часов, а иногда и минут, что ограничивает потенциальную научную отдачу. Улучшение способности малых космических аппаратов маневрировать и выводить на орбиту свои цели дает возможность максимизировать научную ценность. Ранее ученые сообщили об успешном испытании детали ракетного двигателя, напечатанной на 3D-принтере. 19.12.2024 |
Космос
![]() | |
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые | |
Плутон открыли в 1930 году. Он стал ... |
![]() | |
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной | |
Астрофизики изучили почти 4000 взрывов белых к... |
![]() | |
Орбита в опасности: как спасти спутники от космического мусора | |
Пол Костек, пожизненный член IEEE и систе... |
![]() | |
Космическая погода под контролем: отмечен прогресс в наблюдениях за Солнцем | |
Университет Ланкастера представил первый за&nb... |
![]() | |
Флаг, невесомость и наука: СПбГУ празднует юбилей с космонавтами | |
В честь Дня СПбГУ экипаж МКС-71 передал в... |
![]() | |
Вселенная — другая: новые данные ставят под сомнение главный принцип космологии | |
Космологический принцип — это ... |
![]() | |
Свет из прошлого: «Евклид» открыл редкое космическое явление | |
1 июля 2023 года космическая обсерватория Eucl... |
![]() | |
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками | |
Международная группа ученых нашла темную матер... |
![]() | |
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации | |
Космический мусор на орбите Земли станови... |
![]() | |
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас | |
Поиск жизни в океанах других планет может... |
![]() | |
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе | |
Поиск жизни в космосе — одна и... |
![]() | |
Марсианские дюны под микроскопом: что скрывает Красная планета | |
Песчаные дюны на Марсе могут раскрыть тай... |
![]() | |
Ученые открыли важный компонент звездообразования | |
Астрономы давно ищут ключевой фактор, который ... |
![]() | |
Запуск шотландской ракеты укрепляет позиции Великобритании в космической гонке | |
Запуск шотландской ракеты укрепит Великобритан... |
![]() | |
Как НАСА использует технологии искусственного интеллекта на Земле и в космосе | |
Дэвид Сальваньини, главный специалист по ... |
![]() | |
Пять крупных инноваторов присоединяются к US Quantum in Space Collaboration | |
Управление по технологическим переходам М... |
![]() | |
Руководитель Biomass Майкл Ферингер, ESA: Мы передадим спутник людям | |
Европейское космическое агентство, ESA, планир... |
![]() | |
Астрономы в реальном времени увидели формирование джетов черных дыр | |
Впервые международная группа ученых наблюдала ... |
![]() | |
Открытие аксиона поможет понять загадочные свойства темной материи | |
Темная материя, которую часто называют невидим... |
![]() | |
A&A: «Горячий Юпитер» опроверг теорию формирования планетарных систем | |
Открытие двух новых планет за пределами н... |
![]() | |
MIT: Мертвая звезда на краю черной дыры ускоряет рентгеновские вспышки | |
Одна сверхмассивная черная дыра не отпуск... |
![]() | |
NatComm: Выяснилось, как волны разгоняют частицы до экстремальных скоростей | |
Ученые стали на шаг ближе к пон... |
![]() | |
Борьба со складками: инновационный метод для космических мембран | |
Выход за пределы земной гравитации требуе... |
![]() | |
Новая миссия NASA Artemis LEXI покажет, как работает магнитный щит Земли | |
Новая революционная миссия в рамках прогр... |
![]() | |
Рынок космического и спутникового наблюдения Земли: как инновации меняют отрасль | |
Предлагаем вашему вниманию обзор компании RSS-... |
![]() | |
Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса | |
Марс, загадочная Красная планета, давно поража... |
![]() | |
Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной | |
Нейтринная физика стала одной из самых пе... |
![]() | |
В НАСА рассказали об электрореактивных двигателях малых космических аппаратов | |
Исследовательский центр НАСА имени Гленна расс... |
![]() | |
AJL: Обнаружено несоответствие состава атмосферы экзопланеты и окружающего диска | |
Как некоторые дети физически похожи на св... |
![]() | |
A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр | |
Получив первые изображения черных дыр, новатор... |