Спут­ник «Ма­як» и дру­гие сбор­щи­ки кос­ми­че­ско­го му­со­ра

RBC Magazine - - СОДЕРЖАНИЕ - ТЕКСТ Ана­ста­сия Гай­ду­ко­ва

14 июля с кос­мо­дро­ма Бай­ко­нур стар­то­ва­ла ра­ке­та-но­си­тель «Со­юз 2.1а» с 73 спут­ни­ка­ми на бор­ту. В их чис­ле спут­ник «Ма­як» — око­ло по­ло­ви­ны средств на его про­из­вод­ство со­бра­но на кра­уд­фандин­го­вой плат­фор­ме Boomstarter.

В стра­то­сфе­ре «Ма­як» раз­вер­нул пи­ра­ми­ду со сто­ро­на­ми око­ло 3,5 м: на трех упру­гих про­фи­лях на­тя­ну­та све­то­от­ра­жа­ю­щая ме­тал­ли­зи­ро­ван­ная плен­ка. Ав­то­ры про­ек­та обе­ща­ли, что спут­ник бу­дет све­тить­ся яр­че лю­бой звез­ды на ноч­ном небе, но ре­зуль­тат устро­ил не всех: мно­гие жа­ло­ва­лись, что най­ти спут­ник на этом небе очень слож­но.

Вра­ще­ние спут­ни­ка обес­пе­чи­ва­ет дви­га­тель, ра­бо­та­ю­щий на кар­бо­на­те ам­мо­ния — раз­рых­ли­те­ле те­ста. Это очень про­стой и недо­ро­гой спут­ник: он сто­ил 3,89 млн руб. Сред­ства на его со­зда­ние ко­ман­да изоб­ре­та­те­лей под ру­ко­вод­ством Алек­сандра Ша­ен­ко со­би­ра­ла на сай­те про­ек­та — око­ло 200 тыс. руб., на Boomstarter — 1,79 млн руб., еще око­ло 1,9 млн руб. дал спон­сор, Ро­кет­банк. По за­яв­ле­нию ко­ман­ды про­ек­та, «Ма­як» бу­дет ре­шать и важ­ные на­уч­ные за­да­чи, од­на из ко­то­рых — «ис­пы­та­ние в ре­аль­ном по­ле­те аэро­ди­на­ми­че­ско­го тор­моз­но­го устрой­ства, ко­то­рое в даль­ней­шем мож­но бу­дет ис­поль­зо­вать для све­де­ния с ор­би­ты кос­ми­че­ско­го му­со­ра». Как имен­но ап­па­рат мо­жет за­хва­ты­вать му­сор, по­ка не яс­но, но в ми­ре есть и дру­гие объ­ек­ты, ко­то­рые при­зва­ны ре­шить эту про­бле­му.

По дан­ным НАСА, во­круг Зем­ли вра­ща­ет­ся око­ло 7 тыс. т кос­ми­че­ско­го му­со­ра: от че­шу­ек крас­ки с кос­ми­че­ских ко­раб­лей и ча­стиц, об­ра­зу­ю­щих­ся в хо­де ра­бо­ты дви­га­те­лей, до га­ек, бол­тов и це­лых нера­бо­чих ап­па­ра­тов. Му­сор ино­гда стал­ки­ва­ет­ся с та­ким же му­со­ром или ра­бо­та­ю­щи­ми спут­ни­ка­ми. Как в 2009 го­ду, ко­гда спи­сан­ный «Кос­мос-2251» столк­нул­ся с ра­бо­чим (до то­го мо­мен­та) Iridium 33: си­сте­ма кон­тро­ля кос­ми­че­ско­го про­стран­ства США за­ре­ги­стри­ро­ва­ла бо­лее 2100 фраг­мен­тов от обо­их ап­па­ра­тов. А ес­ли му­со­ра ста­нет так мно­го, что столк­но­ве­ния бу­дут про­ис­хо­дить непре­рыв­но и око­ло­зем­ная ор­би­та ста­нет непри­год­ной для ис­поль­зо­ва­ния? Что­бы не до­пу­стить та­ко­го сце­на­рия, на­зы­ва­е­мо­го «син­дро­мом Кес­сле­ра», об­суж­да­ют­ся раз­ные ва­ри­ан­ты дей­ствий, суть ко­то­рых сво­дит­ся к двум— ута­щить му­сор по­даль­ше от Зем­ли или по­бли­же к ней.

Оде­я­ло и пла­нер

В 2016–2017 го­дах НАСА вы­де­ли­ло $600 тыс. на про­ект Brane Craft, пред­ло­жен­ный Зиг­ф­ри­дом Джен­со­ном из Aerospace Corporation. Его ком­пью­тер­ная мо­дель по­хо­жа на ку­сок ли­но­ле­ума или кле­ен­ки с неза­мыс­ло­ва­тым сине-жел­тым ри­сун­ком, а прин­цип дей­ствия прост. Тон­чай­шая мем­бра­на раз­ме­ром 0,9 0,9 м бу­дет улав­ли­вать кос­ми­че­ский му­сор, обо­ра­чи­вать­ся во­круг него, как оде­я­ло, и уно­сить в ат­мо­сфе­ру, где и сго­рать вме­сте с ним.

Са­ма мем­бра­на Brane Craft на­по­ми­на­ет бу­тер­брод: два ли­ста тон­кой изо­ли­ру­ю­щей плен­ки, кап­то­на, меж­ду ни­ми — про­ме­жу­ток в 10 мик­рон, за­пол­нен­ный инерт­ным га­зом. Пла­ни­ру­е­мая мас­са

ап­па­ра­та, вклю­чая всю тех­ни­че­скую на­чин­ку, — все­го 35 г на 1 кв. м. Это лег­че лю­бо­го из су­ще­ству­ю­щих кос­ми­че­ских ро­бо­тов: один из са­мых лег­ких кос­ми­че­ских ап­па­ра­тов из чис­ла уже ра­бо­та­ю­щих на ор­би­те — мно­го­за­дач­ный ро­бот CubeSat, ко­то­рый ве­сит око­ло 1 кг. Brane Craft бу­дет ра­бо­тать на сол­неч­ных ба­та­ре­ях, вся на­чин­ка, вклю­чая си­сте­му управ­ле­ния и ком­му­ни­ка­ций, долж­на «вши­вать­ся» внутрь мем­бра­ны, обе­ща­ет ав­тор про­ек­та. Про­фес­сор Ко­ло­рад­ско­го уни­вер­си­те­та Хан­спе­тер Шауб пред­ла­га­ет уби­рать кос­ми­че­ский му­сор, не при­ка­са­ясь к нему, — как раз для то­го, что­бы из­бе­жать «син­дро­ма Кес­сле­ра» из-за кон­так­тов убор­щи­ков му­со­ра с му­со­ром. Его про­ект GliDeR — «Пла­нер», или Geosynchronous Large Debris Reorbiter, — пред­по­ла­га­ет, что кос­ми­че­ский му­сор бу­дет при­тя­ги­вать­ся к транс­пор­ти­ров­щи­ку с по­мо­щью элек­три­че­ско­го за­ря­да, как на­элек­три­зо­ван­ные во­ло­сы при­тя­ги­ва­ют­ся к рас­чес­ке. В тео­рии GLiDer «вы­стре­ли­ва­ет» в объ­ек­ты кос­ми­че­ско­го му­со­ра пуч­ком элек­тро­нов, они по­лу­ча­ют по­ло­жи­тель­ный за­ряд, сам «пла­нер» ста­но­вит­ся от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ным. В ре­зуль­та­те му­сор, как на бук­си­ре, тя­нет­ся за ап­па­ра­том на рас­сто­я­нии 15–25 м. Так про­дол­жа­ет­ся до тех пор, по­ка му­сор не на­ко­пит из окру­жа­ю­ще­го про­стран­ства опре­де­лен­ное ко­ли­че­ство за­ря­жен­ных ча­стиц, до­ста­точ­ное для то­го, что­бы за­ряд сно­ва стал ней­траль­ным. Как толь­ко это про­изой­дет, му­сор от­це­пит­ся от бук­си­ра и про­дол­жит дви­же­ние в от­кры­тый кос­мос (пред­по­ла­га­ет­ся, что за это вре­мя GLiDer успе­ет от­вез­ти му­сор так да­ле­ко, что си­ла при­тя­же­ния Зем­ли уже не бу­дет дей­ство­вать). Ми­нус по­доб­но­го спо­со­ба — это очень дол­го. На то, что­бы как сле­ду­ет на­элек­три­зо­вать му­сор, мо­жет уй­ти два-три ме­ся­ца. Мож­но со­кра­тить этот срок, стре­ляя по му­со­ру бо­лее силь­ны­ми за­ря­да­ми, но в этом слу­чае есть риск, что от­це­пить его в нуж­ный мо­мент бу­дет боль­шой про­бле­мой.

Гек­ко­ны, лед и пыль

В мар­те 2006 го­да на сай­те Ст­энд­форд­ско­го уни­вер­си­те­та по­яви­лось со­об­ще­ние об успеш­ном ис­пы­та­нии ро­бо­та-гек­ко­на StickyBot. Он мог ка­раб­кать­ся по лю­бой глад­кой и от­вес­ной по­верх­но­сти: в офи­ци­аль­ном ви­део, на­при­мер, он до­воль­но уве­рен­но взби­рал­ся по обык­но­вен­но­му стек­ло­па­ке­ту. При этом ро­бот не ис­поль­зо­вал ни при­сос­ки, ни клей: лап­ки «лип­ко­го бо­та» по­кры­ты кро­шеч­ны­ми во­лос­ка­ми — диа­мет­ром по­чти вдвое мень­ше, чем диа­метр эрит­ро­ци­тов. Меж­ду эти­ми во­лос­ка­ми и по­верх­но­стью воз­ни­ка­ет меж­мо­ле­ку­ляр­ное при­тя­же­ние, в на­у­ке из­вест­ное как си­лы Ван-дер-Ва­аль­са (их ис­поль­зу­ют и на­сто­я­щие, жи­вые, гек­ко­ны). В от­ли­чие от при­со­сок во­лос­ки мо­гут «при­кле­и­вать­ся» прак­ти­че­ски к лю­бым, а не толь­ко к иде­аль­но глад­ким по­верх­но­стям. Имен­но по­это­му жи­вой гек­кон оди­на­ко­во успеш­но взби­ра­ет­ся по стек­лу и шер­ша­вым ство­лам де­ре­вьев. Кро­ме то­го, при­сос­ки ра­бо­та­ют бла­го­да­ря раз­ни­це дав­ле­ния, то есть бес­по­лез­ны в кос­мо­се, а си­лы Ван-дер-Ва­аль­са дей­ству­ют и в без­воз­душ­ном про­стран­стве. По­это­му тот же прин­цип ис­поль­зо­ва­ла ко­ман­да Аа­ро­на Пар­несса при про­ек­ти­ро­ва­нии ро­бо­та-му­сор­щи­ка Gekko Gripper («за­хват гек­ко­на»). Про­ект спон­си­ру­ет Center Innovation Fund (CIF), од­но из под­раз­де­ле­ний НАСА. Устрой­ство про­шло несколь­ко ис­пы­та­ний, са­мым зре­лищ­ным из ко­то­рых был полет на ис­тре­би­те­ле с вос­со­зда­ни­ем усло­вий неве­со­мо­сти: то­гда ис­сле­до­ва­те­лям уда­лось за­хва­тить гек­ко­ном-ма­ни­пу­ля­то­ром и без тру­да под­нять 113-ки­ло­грам­мо­вый «объ­ект» — од­но­го из сво­их кол­лег. Пред- по­ла­га­ет­ся, что управ­ля­е­мый с Зем­ли ро­бот, осна­щен­ный та­ким ма­ни­пу­ля­то­ром, мо­жет ис­кать и со­би­рать на ор­би­те для сжи­га­ния в верх­них сло­ях ат­мо­сфе­ры осо­бен­но круп­ные и опас­ные ча­сти кос­ми­че­ско­го му­со­ра. Есть еще бо­лее эк­зо­ти­че­ские пред­ло­же­ния. Гу­ру­дас Ган­гу­ли из Ис­сле­до­ва­тель­ской ла­бо­ра­то­рии ВМФ США пред­ла­га­ет вы­ве­сти на ор­би­ту ап­па­рат, ко­то­рый бу­дет вы­пус­кать в кос­мос об­ла­ка воль­фра­мо­вой пы­ли. Как объ­яс­нял Ган­гу­ли, ес­ли вы­пус­кать та­кую пыль в на­прав­ле­нии, про­ти­во­по­лож­ном тра­ек­то­рии дви­же­ния му­со­ра, мож­но вы­звать за­мед­ле­ние му­со­ра, его опус­ка­ние вме­сте с об­ла­ком все ни­же и, как след­ствие, сго­ра­ние в ат­мо­сфе­ре. Ав­тор про­ек­та за­ме­ча­ет, что мож­но со­би­рать до­зи­ро­ван­ные об­ла­ка пы­ли в ме­стах скоп­ле­ния му­со­ра и та­ким об­ра­зом «под­ме­тать» кос­мос. А Джеймс Хол­ло­пе­тер из GIT Satellite пред­ла­га­ет от­пра­вить на ор­би­ту вме­сто пы­ли из воль­фра­ма обыч­ную во­ду. По­пав в кос­ми­че­ский ми­нус 270, во­да кри­стал­ли­зу­ет­ся, бу­дет тор­мо­зить му­сор и опус­кать его в ат­мо­сфе­ру так же эф­фек­тив­но, утвер­жда­ет он. По его рас­че­там, ес­ли НАСА возь­мет на се­бя всю бу­маж­ную ра­бо­ту, те­сти­ро­ва­ние про­ек­та бу­дет за­кон­че­но че­рез 18 ме­ся­цев.

Brane Craft (в цен­тре) — один из про­ек­тов NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), ко­то­рая по­ощ­ря­ет раз­ви­тие ре­во­лю­ци­он­ных раз­ра­бо­ток в об­ла­сти осво­е­ния кос­мо­са

«Ма­як» вы­пол­нен в фор­ма­те Cibessat 3U — сверх­ма­лых спут­ни­ков, ко­то­рые вы­во­дят­ся на ор­би­ту в ка­че­стве по­пут­но­го гру­за

Тех­но­ло­гии ро­бо­та-гек­ко­на StickyBot мо­гут при­ме­нять­ся в без­воз­душ­ном про­стран­стве

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.