новости космоса
4131 31
11 января 2021 16:00:14

Новый способ удержания крохотных спутников на орбите

Кубсат, собранный в основном силами студентов бакалавриата и запущенный в космос в минувшее воскресенье, предназначен для исследования возможности использования новой двигательной системы, которая позволит удерживать на протяжении долгого времени крохотные спутники на орбите вокруг Земли без использования топлива. Это, в свою очередь, позволит формировать из крохотных спутников постоянно действующие группировки для слежения, например, за бурями и природными катастрофами.

Кубсат размером с булку хлеба был отправлен в космос с площадки Воздушно-космического порта Мохаве, США, компанией Virgin Orbit.

Малые спутники являются важной современной тенденцией развития рынка спутниковых технологий, однако в отличие от их более крупных собратьев большинство крохотных спутников не могут противостоять сопротивлению разреженной земной атмосферы на орбите, и поэтому их орбита быстро деградирует, и обычно срок их работы составляет несколько дней или недель, реже – несколько месяцев. Как правило, масса крохотного спутника при запуске критична, поэтому такие модели не оснащают двигательными системами, использующими ракетное топливо.

Для решения проблемы корректировки орбиты малых спутников студенты и профессорско-преподавательский состав Мичиганского университета, США, предлагают создавать тягу, поднимающую спутники вверх, не за счет выбрасывания струи газа в противоположную сторону, а за счет использования электромагнитных сил. Идея состоит в соединении двух крохотных спутников, каждый размером примерно с сотовый телефон, при помощи провода длиной от 10 до 30 метров, через который в обоих направлениях может проходить электрический ток, подаваемый солнечными панелями, причем замыкаются концы этого провода в ионосфере Земли. Когда через провод, находящийся в магнитном поле, течет ток, то со стороны этого магнитного поля на проводник действует сила. Команда планирует использовать эту силу для создания необходимой тяги с целью корректировки орбиты спутников.

Первая экспериментальная версия такой пары спутников, носящая название MiTEE-1: The Miniature Tether Electrodynamics Experiment-1, запущенная в космос в воскресенье, включает два спутника, один размером с булку хлеба, другой – размером с крупный смартфон, соединенных при помощи жесткой развертываемой мачты длиной около 1 метра. По мере развития этого проекта планируется увеличить длину проводника до 10 метров, сообщили участники проекта.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Leonid3149 · 11-01-2021

Прямо по пословице "Голь на выдумки хитра!" Идея с "вторым" проводом великолепна, молодцы!

2
JamesWebb53 · 11-01-2021

Идея хорошая, с одной лишь проблемой: атмосфера Земли нестабильна. Стабильность работы спутника определяется случайной вероятностью.

3
3727 · 11-01-2021

Дак че, это, его поднять повыше, где сопротивление меньше и все. А с помощью магнитного поля, вообще, летать можно, только низенько.

4
Teddy45 · 11-01-2021

Главное дело "новый способ"! Способ старый. Там проблема в том, что провод складывается, а чтобы его расправить, нужно потратить энергию, сопоставимую с энергией на подъем аппарата. Отсюда и штанга. Но метр коротко, а штанга в десятки метров тяжело.
Кстати, проблема примерно та же, что и с солнечным парусом, только тут 1D, а парус 2D. Уже несколько тончайших парусов скомкались вскоре после раскрытия.

5
sergii37115 · 11-01-2021

Одни думают как убрать с орбиты мусор - другие , как сохранить. Вечный двигатель прогресса.

6
Leonid3149 · 11-01-2021

Teddy, достаточно придать системе небольшое вращение и провод вытянется в линеечку :-)

7
puzzler53 · 11-01-2021

"Малые спутники являются важной современной тенденцией развития рынка спутниковых технологий, однако в отличие от их более крупных собратьев большинство крохотных спутников не могут противостоять сопротивлению разреженной земной атмосферы на орбите, и поэтому их орбита быстро деградирует, и обычно срок их работы составляет несколько дней или недель..."
Так они падают после этого или нет? Тогда получается, что мелкий мусор сам должен тормозиться и тоже падать на Землю.

8
Rocketbarrel35 · 12-01-2021

Чем меньше спутник, тем быстрее (при прочих равных) он будет тромозиться атмосферой и падать.

9
dengess1105 · 12-01-2021

Rocketbarrel, если при прочих равных, то как раз наоборот..
Например:
Летят два спутника. Разница между ними лишь в размерах. Это значит маленький и большой имеют одинаковую массу, а значит одинаковую инерцию полёта. Но у маленького спутника "парусность" меньше, он же меньше большого. Значит маленький спутник испытывает меньше сопротивление атмосферы, чем большой. Следовательно затормозится быстрее большой спутник, а не маленький.
Помните ваши условия? При прочих равных! Разницу вы задали лишь в размерах.

10
Rocketbarrel35 · 12-01-2021

9 При прочих равных - имелась в виду плотность, конечно же )
Если массы одинаковые, то маленький спутник разумеется будет торомозиться медленнее большого.

11
nick_s72 · 12-01-2021

"..Это, в свою очередь, позволит формировать из крохотных спутников постоянно действующие группировки для слежения, например, за бурями и природными катастрофами.."
Здесь по скромности умолчали о применении подобных группировок в военных целях.
Отслеживать мелкие спутники труднее, не говоря уже об их численности. Это совершенно иной уровень угроз.

12
JamesWebb53 · 12-01-2021

Маленький спутник меньше большого. © dengess1

13
Geozlodey40 · 12-01-2021

"замыкаются концы этого провода в ионосфере Земли"- этот момент не понятен, каким образом подобное можно сделать? Может кто то пояснить?

14
Teddy45 · 12-01-2021

Вращение уничтожит в среднем силу Лоренца. Провод должен быть ориентирован определенным образом по отношению к магнитному полю.

15
Teddy45 · 12-01-2021

Ионосфера - это плазма. А плазма проводит ток. В ионосфере присутствуют магнитные линии, поэтому проводимость вдоль них (магнитных линий) существенно выше из-за ларморова вращения. Иными словами электроны (и ионы) "нанизаны" спиральками на магнитные силовые линии. Из-за этого можно создать "проводник" между концами провода без (почти без) КЗ.

16
Teddy45 · 12-01-2021

Хотя, скорее, проводник с изоляцией. И анизотропия проводимости плазмы тут не при чем.

17
Teddy45 · 12-01-2021

А, вообще, проблема сопротивления в разреженных газах очень интересная. Там, кроме возникновения силы от изменения импульса при соударениях, как обычно, ещё и изменение энергии молекул при соприкосновении с телом. Поэтому сопротивление зависит от температур газа и тела.
И, кстати, в космосе, где летают спутники, то есть выше 150 км, в термосфере, температура порядка 1000 С! А ведь мы привыкли думать, что космос холодный. Да и в самолете все время с восторгом сообщают, что температура за бортом минус 50 градусов.

18
Geozlodey40 · 12-01-2021

Teddy "кроме возникновения силы от изменения импульса при соударениях, как обычно, ещё и изменение энергии молекул при соприкосновении с телом" - этот эффект, думаю будет незначителен...

19
Leonid3149 · 12-01-2021

"..скорее, проводник с изоляцией.." (с)Teddy
Не скорее, но обязательно, причём достаточно прочной, ведь чтобы создать заметный ток в разреженной плазме нужны киловольты :-)

20
Teddy45 · 12-01-2021

Да, для скоростей в районе первой космической, этот эффект, пожалуй, даже пренебрежимо мал.

21
Teddy45 · 12-01-2021

Если вспомнить про вакуумный диод с нагреваемым катодом, то напряжение порядка единиц-десятков вольт. Киловольты нужны для образования ливней вблизи катода в плотной атмосфере.

22
Гришин_С_Г118 · 12-01-2021

Teddy29 · 11-01-2021
Главное дело "новый способ"! Способ старый. Там проблема в том, что провод складывается,
а чтобы его расправить, нужно потратить энергию, сопоставимую с энергией на подъем
аппарата. Отсюда и штанга. Но метр коротко, а штанга в десятки метров тяжело.
Кстати, проблема примерно та же, что и с солнечным парусом, только тут 1D, а парус 2D.
Уже несколько тончайших парусов скомкались вскоре после раскрытия.
.
Дело в том, по-моему, что в среде скорость движения тела неизбежно создаёт
его вращение и центростремительную силу. Это легко увидеть. Стоит только
пробежаться с детским парашютиком в руке.
И обратно - вращение, я думаю, должно создавать аксиальную скорость.
Она, кстати, "должна" и увеличивать тяготение вместе с его анизотропией.

23
Teddy45 · 12-01-2021

Я уже писал. Вращение угробит саму идею подъема за счет силы Лоренца. Пол периода аппарат будет подниматься, пол периода опускаться. Так что с вращением здесь надо бороться.

24
3727 · 12-01-2021

Профанация какая-то. Взяли бы нормальный соленоид (сверхпроводящий), солнечные батареи, аккумулятор, конденсатор, собрали электросхему. И полетели.

25
Teddy45 · 12-01-2021

Это курсовая работа бакалавров. То есть студней с незаконченным высшим.

26
Otzzi104 · 12-01-2021

К17, Teddy, на 150 никто не летает, ниже всех летает МКС (450 км). На этой орбите не 2 - 3 дня, лет 10 продержаться можно, или 50 :-).
Что касается предложенной авторами системы ориентации, то погуглите аббривиатуру "MAI-200". (коробочка 10х10х10 см, в ней три маховики и три катушки, плюс магнитометр, отдельно). Это полноценная система 3-х осной ориентации для кубсатов :-) Стоит, по моему, (точно не помню), около 2000-х тысяч баксов. Есть более продвинутый вариант "MAI-500". У Авторов, видимо, совсем денег нет, или в "Гугле забанили" :-(

27
Otzzi104 · 12-01-2021

И да, в Космосе получить реально низкую температуру (в районе 2 -3 К) крайне СЛОЖНО! ( в радиусе 500 000 км от
Земли).


вопреки устоявшемуся мнению!

28
Teddy45 · 12-01-2021

Otzzi, вы очень невнимательны. Речь не о системе ориентации. Речь о двигателе, поднимающем аппарат в магнитном поле по закону Ампера для проводника с током.
И речь о высотах свыше 150 км, а не ровно 150 км.

29
Leonid3149 · 12-01-2021

" Вращение угробит саму идею.." (с)Teddy
Это было верно в XIX веке, сейчас XXI и все "кубсаты" с мозгами, а включать / отключать ток в нужное время -- три строчки кода :-))

30
Otzzi104 · 13-01-2021

Teddy, я писал после 2-х литров пива :-)

31
Teddy45 · 14-01-2021

Ну да. Полпериода в одну сторону - полпериода в другую.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!