Приберитесь там: что делать с космическим мусором

Приберитесь там: что делать с космическим мусором

Японский стартап решил слегка прибраться в космосе и запустить устройство для очистки от космического мусора. Ученые уже доставили свой аппарат на Байконур, чтобы в марте отправить прибор в космос вместе с кораблем «Союз». Между прочим, не только японцев беспокоит чистота Вселенной, ведь проблема космического мусора стоит серьезно и может угрожать всем жителям Земли. Из чего состоит космический мусор и как с ним предлагают бороться — читайте в материале «Известий».

Системы, предотвращающие образование мусора

«Пассивные» системы устанавливаются на космический объект, чтобы по окончании срока его работы обеспечить его увод с орбиты.

Принцип действия систем, разрабатываемых КБ «Южное», заключается в увеличении силы аэродинамического сопротивления за счет создания большей площади путем развертывания тормозных конструкций. Оболочка этих устройств может быть выполнена разной формы. Вначале устройство находится в сложенном виде и закреплено на корпусе, но в нужный момент происходит его разворачивание. Развернутая конструкция обеспечивает значительное увеличение поперечного сечения объекта и увеличивает силу его торможения атмосферой. Система эффективно работает для объектов, летающих на орбитах высотой до 800 км.

Это позволяет за требуемое время снизить орбиту объекта до его вхождения в плотные слои атмосферы с последующим разрушением. Эффективность аэродинамических тормозных систем в соответствии с предварительными расчетами представлена на рис. 1.

КБ «Южное» разрабатывает несколько типов аэродинамических тормозных устройств.

Шарообразное тормозное устройство

Тормозная система состоит из надувного каркаса и шарообразной оболочки (рис. 2). Каркас и оболочка изготавливаются из полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) пленки с наружной металлизацией алюминием. Эта пленка уже применялась для конструкций космического назначения и показала высокую работоспособность. Наружная металлизация пленки обеспечивает защиту оболочки от разрушения. Толщина ПЭТФ — 6 мкм, удельная плотность — 9 г/м2.

Надувной каркас представляет собой конструкцию, которая состоит из восьми трубчатых герметичных элементов, соединенных поперечными стяжками. Размеры элементов конструкции выбраны так, чтобы при надувании каркаса наружная оболочка приобретала шарообразную форму. Надувание каркаса происходит по восьми рукавам, каждый из которых наполняет свой элемент каркаса. В этом случае даже при повреждении одного из элементов работоспособность устройства сохраняется, только уменьшается частично площадь торможения.

Мембранное тормозное устройство

Мембранное тормозное устройство на основе саморазворачивающихся штанг выполнено в форме четырехгранной пирамиды, прикрепленной вершиной к спутнику. Основание пирамиды — правильный четырехугольник. Четыре боковые грани пирамиды образованы треугольными мембранами, прикрепленными к штангам, расположенным вдоль четырех ребер пирамиды. Размеры и форма устройства увода выбраны, исходя из условий минимизации его габаритов и массы в транспортном положении. Масса мембранного тормозного устройства увода составляет 20 кг.

Штанги представляют собой самораскрывающиеся механизмы, аналогичные тем, которые применялись в конструкции саморазворачивающихся антенн, гравитационных стабилизаторов. КБ «Южное» имеет опыт использования таких механизмов, подобные конструкции применялись еще на первых космических аппаратах.

В транспортном положении каждая мембрана треугольной формы складывается, а затем сворачивается вокруг своего барабана (рис. 3). При этом мембрана за один угол крепится к барабану (за тупой угол треугольника), за два других угла мембрана крепится к корпусам штанги.

Устройство увода приводится из транспортного в рабочее положение за счет запасенной энергии деформации скрученных штанг после получения команды от системы управления.

Общий вид устройства увода на основе саморазворачивающихся штанг в рабочем положении приведен на рис.4.

Выше мы рассмотрели пассивные системы удаление КМ. Их задача – предотвращать возникновение нового мусора и тем самым снижать скорость засорения космического пространства. Но проблема требует более радикального решения. Гораздо эффективнее очистить космос могут активные системы удаления мусора.