Rocket Lab запустит первую композитную систему солнечных парусов
Миссия NASA Advanced Composite Solar Sail System (ACS3) испытает инновационную технологию солнечной парусной системы для исследования дальнего космоса. В настоящее время запуск запланирован не ранее середины 2022 года со стартового комплекса №1 компании Rocket Lab на борту ракеты-носителя Electron.
Солнечные паруса
Может ли свет создавать тягу? Фотоны не имеют массы, но несут энергию и обладают импульсом, поэтому они способны оказывать давление, называемое радиационным давлением, на поверхности объекта. Поэтому солнечный свет можно использовать в качестве движущей силы, обеспечивая тягу и устраняя проблему топлива. Эта стратегия эффективна для миссий, которым предстоит преодолеть сотни миллионов километров, в глубоком космосе и с небольшой массой носителя.
Возможность достижения ускорения с помощью солнечного света уже была продемонстрирована в 2010 году миссией IKAROS Японского космического агентства JAXA. На Земле один квадратный метр солнечного света создает давление всего в один грамм. Фактически, для того, чтобы система была эффективной, необходимо использовать легкие материалы, чтобы сделать необходимую силу тяги ниже, и большие паруса, чтобы иметь достаточную площадь поверхности, чтобы гарантировать значительную тягу (движущая сила прямо пропорциональна площади, при таком же давлении).
![](/wp-content/uploads/2021/10/3556-19.jpg)
Центральным компонентом зонда является 12U CubeSat. Для развертывания парусов ACS3 будет использовать четыре руки, изготовленные из композитных материалов, точнее, из полимера, армированного углеродным волокном (CRFP). Каждая рука достигает 7 метров в длину и весит всего 900 граммов, что на 75% легче металлических рук. Выбор материалов обусловлен не только весом, но и устойчивостью к значительным изменениям температуры, которые могут привести к деформации материала. В целом, таким образом, космический зонд будет состоять в основном из солнечных батарей, каркаса паруса и CubeSat. С развернутыми парусами его размер составит 9 метров на каждую сторону.
Основными целями миссии являются:
- Продемонстрировать правильное развертывание парусов с помощью системы композитных штанг.
- Оцените эффективность конструкции системы солнечных парусов.
- Добиться лучшего понимания возможностей тяги паруса во время постепенного изменения орбиты.
![](/wp-content/uploads/2021/10/3556-20-scaled.jpg)
Космический зонд будет выведен на орбиту с помощью стартовой ступени Electron во время совместного запуска. Высота выбранной орбиты составляет от 700 до 900 км. "Мы очень рады стать партнером НАСА по запуску этой новаторской миссии", — сказал Питер Бек, основатель и генеральный директор Rocket Lab. "Запуск усовершенствованной композитной системы солнечных парусов НАСА на Electron, первой в мире орбитальной ракете-носителе, полностью состоящей из углеродных композитов, представляется вполне уместным. Мы рады видеть, как композиты снова используются для раскрытия новых возможностей в космосе".
Исследовательский центр Лэнгли и Исследовательский центр Эймса НАСА участвуют в миссии ACS3 для создания штанг и надзора за проектом. Паруса разрабатываются в рамках программы НАСА Game Changing Development. С другой стороны, компания NanoAvionics построит кубсат при поддержке Лаборатории робототехнических систем Университета Санта-Клары. Вся миссия спонсируется программой НАСА "Технологии малых космических аппаратов".