Ученые из Purdue University создали специальный парус, который будет уводить с орбиты отработанные ракеты и спутники, чтобы уменьшить количество космического мусора. Испытания новой системы проведет компания украинского бизнесмена Макса Полякова Firefly Aerospace.
Firefly Aerospace протестирует систему свода космических аппаратов с орбит
Проблема космического мусора, оставляемого отработанными космическими аппаратами и ракетами-носителями, остро стоит перед аэрокосмической отраслью. Даже небольшие предметы, двигаясь по орбите с высокой скоростью, способны выводить из строя спутники и другие объекты. Орбитальный мусор может стать причиной больших убытков и угрожает безопасности космонавтов на МКС. Если темпы засорения не будут снижаться, уже через несколько десятилетий станут невозможны нормальные запуски и эксплуатация орбитальной техники.
Для разрешения проблемы загрязнения орбиты ученые активно работают над методами сокращения твердых отходов, остающихся в космическом пространстве от использованных ракет и спутников. Инженерный коллектив Purdue University предложил свой путь решения проблемы, названный Spinnaker 3. Разработка призвана помочь сводить с орбиты отработанные ступени ракет-носителей и космические аппараты, срок эксплуатации которых подошел к концу.
Spinnaker 3 представляет собой легкий сворачиваемый парус площадью 18 м2, выполненный из стойких полимеров. В качестве направляющего каркаса для него используются стержни из углеродного волокна, сочетающие легкость, гибкость и прочность. После того как космический аппарат отработает свое и станет не нужен, разработчики планируют разворачивать парусную систему, тем самым замедляя спутник или ракету. Ведь даже на околоземных орбитах нет чистого вакуума, а присутствует очень разреженная атмосфера, которая и создает сопротивление движущимся телам. После падения скорости космического аппарата ниже критического предела произойдет сход конструкции с последующим сгоранием в плотных слоях атмосферы и падением мелких несгоревших обломков на землю.
Испытание системы паруса Spinnaker 3 должно состояться при запуске экспериментальной ракеты Firefly Alpha. Носитель, разработанный компанией американо-украинского предпринимателя Макса Полякова, планировалось отправить в первый полет еще в 2020 году, но старт неоднократно переносился. Теперь Firefly Aerospace рассчитывает выполнить первый запуск ракеты весной 2021 года, отправив в космос 7 экспериментальных устройств. Система тормозящего паруса Spinnaker 3 войдет в их число и будет опробована при спуске отработанного разгонного блока космической ракеты.
Традиционным способом увода с орбиты искусственных устройств является использование двигателей. Чтобы убрать их, операторы задействуют ракетную тягу для тормозящего маневра, после чего спутник спускается в плотные слои атмосферы и сгорает от трения. Однако такой подход сопряжен с необходимостью утяжелять космические аппараты, оставляя больший запас топлива на их борту. Система с парусом лишена подобного недостатка, а потому позволяет снизить расходы на пуск ракет с оборудованием.
Spinnaker 3 можно использовать в автоматизированном режиме, программируя плановую активацию системы торможения по времени или событию. За счет этого станет возможным плановый спуск с орбиты вышедших из строя спутников, не реагирующих на внешние команды. Как рассчитывают разработчики, использование парусной системы для ликвидации ненужных космических аппаратов в перспективе позволит существенно сократить выбросы космического мусора на орбиту.
В силу неоднократных переносов первого запуска Firefly Alpha (последний раз – в декабре 2020 года) пока компания Макса Полякова не озвучивает точных планов. Однако известно, что ориентировочно дебютный полет новой ракеты должен состояться весной. Разработчики планируют использовать для этого стартовый комплекс Ванденберг в штате Калифорния. Компания Firefly Aerospace планирует транслировать это событие в прямом эфире на YouTube. О дате и времени трансляции будет объявлено позже, после окончательного утверждения старта полетных испытаний ракеты-носителя.