Ученые из Самары превратили солнечный парус в космический руль

У аппарата, оснащенного такой системой управления, больше возможностей для выполнения задач в межпланетных миссиях, в том числе при полете к Марсу.

Солнечный парус - это конструкция для приведения в движение космических аппаратов. Если проводить аналогию с обычным парусом, то вместо ткани в солнечном используется тончайшая зеркальная поверхность, а вместо ветра - солнечный свет. Это позволяет экономить ракетное топливо или ядерную энергию.

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени С. П. Королева разработали систему управления космическим парусником при полете к Марсу при помощи изменения прозрачности солнечного паруса.

Как пояснила заведующая кафедрой динамики полета и систем управления Самарского университета профессор Ольга Старинова, траекторию движения космического аппарата можно изменять благодаря парусу со специальными участками с изменяемой отражательной способностью (управляющие поверхности). Это полоски из жидкокристаллической пленки, размещенные вдоль сторон квадратного солнечного паруса, под воздействием тока меняют способность отражать солнечный свет. Ученые говорят, это аналогично тому, как если бы на обычном земном паруснике та или иная сторона парусов становилась проницаемой и начинала пропускать ветер, поворачивая судно без руля.

- С помощью попеременного включения и выключения на парусе соответствующих управляющих поверхностей появляется возможность совершать развороты, необходимые для межпланетного перелета, - отмечает Ольга Старинова.

Программный комплекс, разработанный самарскими учеными, выполняет функции космического штурмана и матроса-рулевого, рассчитывая все необходимые показатели и траекторию полета, указывая, в какие моменты и как нужно изменять прозрачность управляющих поверхностей паруса.

Целью разработчиков было проверить возможность полноценного управления космическим аппаратом только с помощью паруса, без применения двигателей ориентации. И проверку эта идея прошла успешно: по расчетам ученых, длительность полета удается сохранить столь же минимальной, как если бы использовались двигатели ориентации. Плюс экономия топлива, поскольку оно не тратится на управление.

- У аппарата, оснащенного такой системой управления, больше возможностей для выполнения задач в межпланетных миссиях - ведь топливом для него служит солнечный свет, - говорит Ольга Старинова.

Ученые моделировали полеты к Марсу, и расчеты показали, что при квадратном плоском парусе площадью 200 кв. м (примерно 14 на 14 м) и ширине управляющих полосок порядка 15-20 см парусник может долететь до орбиты Марса за 250 суток. Исследователи подчеркивают, что комплекс создавался не для какой-то конкретной марсианской миссии, его можно использовать и для миссий к другим планетам.