Новая разработка инженеров из Самары и Китая продлит срок службы космических аппаратов
Совместная команда инженеров Самарского университета имени Королева и китайского Северо-Западного политехнического университета разработала систему управления спутниками. Она продлит срок службы космических аппаратов и позволит точнее ими управлять. Проект ученые представили на международном конкурсе научных разработок в Китае China International College Students' Innovation Competition 2025 и получили золотую медаль.
Для изменения расположения спутников на орбите относительно друг друга ученые предлагают использовать гибкие тросы (их сделали в Самаре). Космические аппараты в такой группировке будут как бы "на привязи", а по команде с Земли можно будет быстро менять длину их "поводков", подтягивая или разматывая трос.
Несмотря на простоту идеи, ее реальное воплощение требует большого количества расчетов и уникального оборудования, которое будет отвечать за работу орбитальной системы тросов. Не так просто с Земли управлять сразу несколькими спутниками, несущимися по орбите с высокой скоростью.
"Идея в том, чтобы спутники после вывода на орбиту, разделившись, удалялись друг от друга на заданное расстояние и вставали в стабильную, определенную заранее конфигурацию. С помощью нашей системы можно выстроить различные нестандартные фигуры, например располагать аппараты в виде звездочки, по окружности или в форме буквы Г. Это возможно благодаря точной подстройке моментов инерции и центра тяжести системы при вытягивании и подтягивании тросов. Разработанная система управления позволяет достичь сантиметровой точности позиционирования аппаратов относительно друг друга", - рассказал Сергей Ивлев, руководитель проекта, сотрудник кафедры динамики полета и систем управления Самарского университета имени Королева.
Как отметил ученый, точность позиционирования спутников на орбите позволяет расширить их возможности в дистанционном зондировании Земли. Также с помощью системы можно обеспечивать непрерывное вращение всей группы аппаратов в космосе - это пригодится при обзорной видеосъемке или экспериментах с микрогравитацией.
Кроме того, система позволит продлить срок активной эксплуатации спутников на орбите. Как известно, со временем космические аппараты теряют высоту, и их орбиту периодически приходится корректировать, включая двигатели. Но при этом тратится топливо. А когда оно заканчивается, спутники сходят с орбиты. Так завершается их работа в космосе. В противовес привычным системам в разработке используются электродвигатели для разматывания тросов, а запасы электроэнергии можно пополнять за счет солнечных батарей. Такие спутники существенно дешевле в производстве, и их проще сертифицировать.
Собранные прототипы узлов тросовой системы управления сейчас проходят наземные испытания. В реальном космическом полете разработку планируется испытать в ближайшие годы.