Уборка космического мусора станет эффективнее: в Самаре ученые рассчитали, как ведут себя спутники после «солнечного» удара

Ученые провели исследование на основе спутника связи Starlink компании Илона Маска SpaceX / Фото: Самарский университет

Ученые и студенты Самарского университета имени академика С.П. Королева придумали, как повысить эффективность уборки космического мусора на орбите. Они рассчитали модель поведения спутника, получившего температурный («солнечный») удар. В качестве образца был взят типовой спутник связи Starlink компании Илона Маска SpaceX.

«Солнечный» удар для спутника

Так, после окончания срока активного существования спутники становятся неуправляемым космическим мусором. Чтобы они не столкнулись на орбите с другими объектами, их необходимо убирать. Один из способов – буксировка с помощью различных тросовых систем. Однако он не учитывает явление, когда спутник получает температурный удар. Происходит это, когда аппарат, двигаясь по орбите, выходит из тени Земли и попадет под лучи Солнца. В результате он может сорваться с тросовой системы буксировщика, и его придется вновь ловить и цеплять. Это увеличивает и время, и энергию, потраченные на уборку космического мусора.

Исследование, проведенное в Самаре, позволит улучшить уборку космического мусора / Фото: Самарский университет

– Когда спутник находится в тени Земли, температура его корпуса может опускаться до -150 градусов Цельсия, а солнечные лучи могут его нагреть до +150 градусов. Резкий перепад температур приводит к деформации упругих элементов аппарата. Из-за того возникает сила инерции, спутник получает микроускорение. Он начинает вращаться и скрывается с «крючка» мусоросборщика, – рассказали в пресс-службе самарского вуза.

По словам одного из авторов научной работы – студентки института авиационной и ракетно-космической техники Александры Николаевой, к температурному удару наиболее уязвимы солнечные батареи. Температурные воздействия на них могут привести к очень высоким микроускорениям.

За основу взяли спутник Илона Маска

Чтобы рассчитать модель поведения попавшего под «солнечный» удар космического аппарата, ученые использовали основные характеристики типового спутника Starlink массой 260 кг. У него одна панель солнечных батарей общей массой 75 кг и размерами 9,6х3,2х0,006 м. Исследование показало, что если аппарат попадет под температурный удар, ему обеспечены «выкрутасы» на орбите.

– Авторы исследования рассчитали поведение спутника, подвергающегося температурному удару. Были получены зависимости возмущающего момента и оценено возникающее из-за него угловое ускорение. Такое возмущение просто необходимо учитывать при транспортировке космического мусора тросовыми системами. Результаты исследования, безусловно, пригодятся при проектировании эффективных систем уборки космического мусора, – подчеркнул профессор кафедры теоретической механики и кафедры космического машиностроения Андрей Седельников.

Одного из авторов научной работы – студентку Александру Николаеву – удостоили медали и премии РАН / Фото: Самарский университет

Отметим, что исследование получило финансовую поддержку Российского научного фонда. По его итогам одну из его участниц – Александру Николаеву – удостоили медали и премии РАН.

К ЧИТАТЕЛЯМ

Узнавайте новости первыми, подпишитесь на наш телеграм-канал.

Обсуждаем новости в нашем канале ВК. Подписывайтесь и оставайтесь на связи.

Хотите больше историй и видео? Подпишитесь на наш дзен-канал.