КосмонавтикаНовости

"Летающая тарелка" для исследования Луны и астероидов

Аэрокосмические инженеры Массачусетского технологического института разрабатывают устройство в форме летающей тарелки для освоения космоса. Этот новый тип ровера позволит изучать Луну или астероиды с близкого расстояния, не касаясь поверхности.

Пересеченная местность не всегда облегчает жизнь аппаратам, отправленным землянами для исследования земли на других планетах или небесных телах. Команда инженеров решила эту проблему инновационным способом. Если трудно ездить по поверхности открываемых территорий, почему бы просто не "парить" над ней?

Техническая задача, но она позволила бы разрешить многие опасные ситуации, с которыми сталкиваются наши колесные машины. "Колесным механизмам трудно справиться с чрезмерно пересеченной местностью, которая на планетарных телах принимает форму скал, кратеров, подземных туннелей и других труднопроходимых участков. Эти регионы с пересеченной местностью часто также представляют научный интерес, и возможность доступа к ним может значительно повысить научную отдачу будущих миссий", — говорят инженеры, работающие над этим проектом, в своем исследовании, опубликованном в Journal of Spacecraft and Rockets.

Поэтому они разрабатывают машину в форме сплющенного диска. Эта машина выглядела бы как "летающая тарелка", достойная самых старых научно-фантастических историй. Весом около 900 граммов, она сможет зависать над поверхностью Луны или даже астероидов на высоте около 1 см, потребляя при этом очень мало энергии.

Для достижения этой технической цели инженеры намерены использовать естественное свойство Луны и других небесных тел. Все они имеют ту особенность, что не имеют атмосферы. Поэтому они подвергаются прямому воздействию солнечной радиации и окружающей плазмы, которая генерирует естественное электрическое поле. Предыдущие миссии, в частности миссии Аполлон и Lunar Prospector, подтвердили, что это поле действительно существует и оказывает непосредственное влияние на окружающую среду. Например, на Луне электромагнитный заряд достаточен для левитации пыли на высоте одного метра над землей.

Используя этот природный заряд, можно было бы левитировать предмет. Принцип довольно прост: это похоже на то, как если бы два магнита с противоположными зарядами отталкивались друг от друга, чтобы один левитировал над другим. Все, что вам нужно сделать, это придать машине противоположный заряд на поверхности исследуемого грунта. Как упоминалось в Массачусетском технологическом институте, инженеры НАСА уже предложили аналогичную концепцию. Их планер должен был быть оснащен крыльями, сделанными из майлара — материала, заряжающегося естественным образом. Однако этой силы было бы достаточно только для того, чтобы парить над очень маленькими небесными телами. На более крупных, таких как наш естественный спутник, сила гравитации будет подавлять процесс.

Команда Массачусетского технологического института думает, что они могут преодолеть эту трудность, предложив другой процесс: небольшие "ионные двигатели", способные по желанию заряжать поверхности положительно или отрицательно. Эта технология уже используется для маневрирования некоторых небольших спутников в космосе. Эти сопла соединены с резервуаром, содержащим ионную жидкость в виде расплавленной соли при комнатной температуре. При подаче электрического напряжения ионы в жидкости заряжаются. Затем они излучаются в виде пучка и проходят через сопла с определенной силой.

Инженеры пока проводят испытания на Земле. Они зарядили аппарат отрицательным зарядом, чтобы уравновесить положительный заряд лабораторной "почвы". Между двумя элементами была приложена сила, но она оказалась недостаточной для того, чтобы блюдце левитировало.

Чтобы проверить свою теорию, исследователи построили шестиугольное тестовое транспортное средство весом около 60 граммов, размером с ладонь вашей руки. Они установили одну ионную тягу, направленную вверх, и четыре — вниз, а затем подвесили аппарат на алюминиевой поверхности на двух пружинах, откалиброванных для противодействия гравитационному притяжению Земли. Вся установка была помещена в вакуумную камеру для имитации безвоздушной среды Луны и астероидов. Исследователи также подвесили вольфрамовый стержень к пружинам эксперимента и использовали его смещение для измерения силы, создаваемой двигателями при каждом выдвижении, чтобы рассчитать высоту, на которой автомобиль мог бы левитировать.

Однако инженеры рассчитали, что если зарядить аппарат отрицательно, а другие лучи направить на землю, чтобы усилить его положительный заряд, то эксперимент может оказаться успешным. Согласно их прогнозам, тогда можно будет зависнуть в сантиметре над землей с блюдцем весом около 900 граммов. Для этого потребуется 10-киловольтный источник ионов на небольшом астероиде, таком как Психея, и 50-киловольтный заряд на Луне, которая генерирует более высокую гравитационную силу. Проведя лабораторные исследования, они смогли подтвердить эту теорию.

"В принципе, при более совершенном моделировании мы могли бы левитировать на гораздо большие высоты", — говорит Оливер Джиа-Ричардс, один из инженеров проекта, в заявлении, опубликованном MIT News. Однако операция все равно будет более сложной, поскольку существует риск, что противоположно заряженные ионы, направленные к поверхности, будут рассеиваться, поскольку они отталкиваются, не достигая земли.

Подписывайтесь на нас
Back to top button