Prototyp żagla słonecznego NASA utknął na mieliźnie po awarii silnika

Wiosną tego roku NASA uruchomiła Advanced Composite Solar Sail System (ACSSS), nowy prototyp żagla słonecznego, który po nieco nieśmiałym początku miał w końcu urzeczywistnić tę obiecującą koncepcję. Niestety maszyna jest bardzo kapryśna; Agencja ujawniła w poście, że samochód nie był jeszcze w stanie otworzyć swojego masywnego spadochronu z powodu nieoczekiwanej usterki technicznej.

Misję jednak rozpoczęto pod najlepszą opieką. Wystrzelenie na pokładzie rakiety Electron należącej do Rocket Lab – Rolls-Royce’a wśród małych wyrzutni – przebiegło wzorowo, a ACSSS bez najmniejszego problemu mógł wejść na orbitę synchroniczną ze Słońcem. Kostki w rdzeniu pojazdu komunikowały się wówczas bez problemu z zespołami naziemnymi. Jednak entuzjazm operatorów szybko osłabł na początku najbardziej wrażliwej fazy, fazy rozmieszczania.

Dużą zaletą żagla słonecznego jest to, że jest to układ napędowy, który nie jest zależny od pokładowej rezerwy paliwa pojazdu; Wykorzystuje wyłącznie fotony emitowane przez Słońce. Teoretycznie tego typu maszyny tak mają Praktycznie nieograniczona niezależność.

Problem polega na tym, że wytwarzany ciąg jest bardzo niski, nawet w porównaniu z małymi silnikami jonowymi, które wytwarzają wiele małych fal. Według NASA, dla porównania. Siła wywierana przez słońce na żagiel jest w przybliżeniu równa ciężarowi spinacza biurowego w dłoni!

Innowacyjna konstrukcja nośna…

Aby uzyskać duży ciąg, jest tylko jedno rozwiązanie: zwiększyć powierzchnię żagla. Jest to jednak o wiele trudniejsze, niż mogłoby się wydawać. Ponieważ za każdym razem, gdy chcemy zwiększyć tę powierzchnię, musimy także wzmocnić konstrukcję nośną (mówimy o bomach), która umożliwi rozłożenie i naprężenie żagla. Do tej pory elementy te sprawiały inżynierom wiele kłopotów.

Wysięgniki są zwykle ciężkie i metalowe lub lekkie kompozytowe i mają nieporęczną konstrukcję. Jednak żaden z nich nie nadaje się dobrze do współczesnych małych statków kosmicznych. Kierownik programu Keats Wilkie wyjaśnił przed wodowaniem, że żagle słoneczne wymagają bardzo dużych ramion, które są stabilne i można je bez problemu złożyć.

Aby wyjść z tego impasu, NASA oparła się na nowej architekturze. Jej zespoły zaprojektowały ramię w kształcie rurki wykonane z materiałów kompozytowych, które można spłaszczyć, a następnie złożyć niczym taśmę mierniczą i rozłożyć po dotarciu na orbitę. Otrzymujemy wówczas korpus, który jest na tyle kompaktowy, że zmieści się w nim mała rakieta, ale jednocześnie wystarczająco mocny, aby doskonale utrzymać duże skrzydło, zachowując przy tym lekkość – przynajmniej w teorii.

…który przegapił swój pierwszy występ

W tym miejscu z pomocą przychodzi ACSSS, którego misją jest przetestowanie wykonalności tej koncepcji. Niestety, wygląda na to, że podczas swojego dziewiczego rejsu napotkała pewne problemy. Pojazd zatrzymał się wkrótce po rozpoczęciu procedury rozmieszczania.t, za sprawą czujnika, który wykrył bardzo duży prąd w silnikach odpowiedzialnych za wysuwanie wysięgnika. Na razie po to żeglujemy powiązany.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​reszta elektroniki wydaje się być w doskonałym stanie. Nie wykryto żadnych problemów w systemach nawigacji i łączności. NASA była zatem w stanie wykorzystać dane z komputera pokładowego do przeprowadzenia diagnozy, która w idealnym przypadku umożliwiłaby zidentyfikowanie źródła problemu i jego zdalne rozwiązanie.

Bardzo obiecująca koncepcja

Jeśli inżynierowie mogą zwolnićZaawansowany kompozytowy system żagli słonecznych Dzięki temu problemowi będą mogli wznowić rozkładanie żagli o powierzchni 80 metrów kwadratowych. Następnie będą uważnie monitorować proces za pomocą kilku kamer, aby sprawdzić, czy napięcie i symetria żagla są zgodne z oczekiwaniami. Jeśli się powiedzie, spędzą dwa miesiące na weryfikacji poprawności działania poszczególnych podsystemów, zaczynając od zachowania bomów i samego żagla. Będą wtedy gotowi do ataku na ostatnią fazę misji, mnożąc manewry przez kilka tygodni, aby wykazać wykonalność koncepcji.

Jeśli prototyp będzie zadowalający, NASA będzie mogła zacząć myśleć o czymś szerszym. Teoretycznie te kompozytowe bomy powinny być w stanie utrzymać większy żagiel: do 500 metrów kwadratowych w obecnej postaci i do 2 kilometrów kwadratowych, gdy koncepcja dojrzeje. Jeśli tak, będzie to bardzo ważny krok w historii astronautyki, bo te żagle słoneczne wreszcie staną się interesujące w praktyce. Przy takiej powierzchni możliwe byłoby napędzanie maszyn cięższych od małych CubeSatów na ogromne odległości.

Pozostaje tylko żałować, że NASA nie udało się uratować ACSSS; Do zobaczenia przy kolejnej aktualizacji agencji.

🟣 Aby nie przegapić żadnych nowości w Journal du Geek, zapisz się Wiadomości Google. A jeśli nas lubisz, codziennie rano mamy newsletter.