Что такое солнечный парус?
Принцип работы солнечного паруса основан на идее использования излучения Солнца (фотонов) для приведения зонда в движение, подобно тому, как парусник может приводиться в движение силой ветра. В долгосрочной перспективе этот способ передвижения может позволить нам преодолевать большие расстояния в космосе, экономя при этом энергию. Он также может увеличить продолжительность миссий, дополнив существующие методы химической тяги, которые ограничены количеством доступного топлива.
Такие структуры уже испытывались в прошлом, в последний раз в рамках миссии LightSail 2, разработанной Планетарным обществом. Размещенный на высоте около 720 км, небольшой (10 × 10 × 30 см) CubSat успешно развернул свой солнечный парус площадью тридцать два квадратных метра в июле 2019 года.
НАСА планирует выпустить еще один такой парус в космос уже в следующем году. Эта новая система, получившая название ACS3, разрабатывается с 2018 года компанией NanoAvionics.
Эта новая миссия будет основана на развертывании более легкого и прочного паруса «композитная стрела», который может сэкономить массу и, следовательно, затраты на будущие запуски. Парус будет иметь квадратную форму. После полного развертывания он будет занимать площадь около 36 квадратных метров и будет поддерживаться четырьмя стрелами. По данным НАСА, эта же технология может поддерживать паруса размером с баскетбольную площадку (чуть более 400 квадратных метров).
Легкие, гибкие и устойчивые «стрелы»
В Исследовательском центре Лэнгли НАСА также ведется работа по разработке систем для установки больших систем, таких как солнечные паруса, на небольшие спутники, такие как CubSats, которые зачастую не больше тостера.
НАСА заявило, что стрелы предстоящей миссии, которые работают подобно стреле парусника, соединяющейся с мачтой и удерживающей парус в натянутом состоянии, будут изготовлены из полимерного материала, армированного углеродным волокном, что делает их на 75% легче стандартных металлических.
По данным НАСА, этот композитный материал можно будет свернуть в рулон для компактного хранения, но в развернутом виде он будет оставаться прочным. Кроме того, он будет гораздо более устойчив к деформации под воздействием тепла.
Целью миссии будет демонстрация успешного развертывания этих композитных стрел, а также паруса на низкой околоземной орбите. Естественно, это предполагает оценку эффективности формы и дизайна конструкции, а также определение различий в тяге при постепенном изменении орбиты. Затем эти данные могут быть использованы при проектировании более крупных и сложных систем.