|  | 18 января 2013 | Космос и Авиация

Разработана технология, позволяющая развернуть космический солнечный электрический парус, радиусом 1 километр

Электрический парус ESAIL


Специалисты Научно-исследовательской лаборатории электроники университета Хельсинки разработали конструкцию и технологию развертывания космического электрического паруса (ESAIL), радиусом 1 километр, который, взаимодействуя с заряженными частицами солнечного ветра, обеспечил бы постоянное ускорение космического аппарата, отправляющегося в долгое и дальнее путешествие в глубины космоса. Отмечу, что электрический парус ESAIL не имеет ничего общего и работает на совершенно иных принципах, нежели традиционный солнечный парус, вырабатывающий тягу за счет энергии падающих на него фотонов света. По сравнению с другими методами, такими как использование ионных двигателей, электрический парус может вырабатывать большую тягу по отношению к собственной массе и потребляемой энергии. И так как космический аппарат с парусом ESAIL практически не потребляет топливо, он может передвигаться в космосе неограниченное время.

Конструкция электрического солнечного паруса ESAIL была разработана доктором Пеккой Дженхуненом (Dr. Pekka Janhunen) из финского Космического центра Kumpula в 2006 году. Парус состоит из длинных и тонких, 25-50 микрон, алюминиевых проводников, формирующих "лучи" паруса. В максимальной конфигурации парус ESAIL может состоять из 100 лучей, а длина каждого из них будет равна 20 километрам. Во время предыдущих попыток создания такого паруса оказалось, что современные технологии не позволяют надежно сварить между собой столь длинные и тонкие провода, но новая технология, разработанная финскими учеными, позволяет без больших проблем сваривать тонкие алюминиевые провода с помощью ультразвука. А это, в свою очередь, уже позволяет задумываться о развертывании полномасштабных испытаний подобных парусов.

Принцип действия паруса ESAIL


Электрическое поле достаточной напряженности будет простираться от лучей паруса в пространство на расстояние 100 метров. Заряженные частицы плазмы солнечного ветра, летящие с огромной скоростью, будут сталкиваться с электрическим полем паруса, отталкиваясь от него, как два магнита, развернутые друг к другу одинаковыми полюсами. Это взаимодействие создаст импульс силы, который будет разгонять космический корабль. На космическом корабле будет установлен источник электрической энергии с высоким выходным напряжением и электронная пушка, с помощью которой на лучах паруса будет создаваться и поддерживаться положительный электрический потенциал. Развернутые лучи паруса будут удерживаться расправленными в космосе за счет центробежных сил, создаваемых вращением всей конструкции вокруг своей оси.

Согласно данным финских исследователей, космический корабль, весом в 1 тонну и с парусом из 100 лучей длиной 20 километров, за счет солнечного ветра получит ускорение в 1 миллиметр на секунду в квадрате. Такое ускорение в течение года разгонит космический корабль до скорости в 30 км/с, которая будет расти и дальше.

Единственный металлический проводник не может выступать в качестве луча паруса ESAIL из-за того, что любой "подарок из космоса" в виде микрометеорита может укоротить его. Поэтому наилучшим вариантом являются несколько параллельных микропроводников, находящихся на расстоянии одного сантиметра друг от друга и сваренных между собой перпендикулярными перемычками. Такой подход позволит сохранить в целостности конструкцию луча паруса при попадании микрометеоритов, которые смогут повредить один или два проводника из связки.

Установка по изготовлению и сварке микропроводников


Тончайший провод для изготовления лучей паруса ESAIL производится и сваривается на месте по мере расправления паруса с помощью компьютеризированного высокоточного механического приспособления. Это устройство, объединенное с модифицированным промышленным устройством ультразвуковой высокоточной сварки, и является той технологией, разработанной исследователями лаборатории университета Хельсинки, которая позволит развернуть солнечные электрические паруса ESAIL в космосе в самом ближайшем будущем.

Сила тяги, которую сможет обеспечить парус ESAIL, была только рассчитана в теории, ее значение еще пока никто не проверял на практике. Первым практическим воплощением идеи паруса ESAIL будет эстонский микроспутник ESTCube-1, который будет запущен в космос в марте 2013 года. Спутник ESTCube-1 раскинет в космосе лучи паруса ESAIL длиной 1.5 метра, что позволит провести первые реальные измерения сил, действующих на парус и космический аппарат. Следующим этапом реализации программы ESAIL станет наноспутник Aalto-1 университета Аальто (Aalto University), который будет запущен в 2014 году и который развернет парус с радиусом уже в 100 метров.

Европейский Союз является организацией обеспечивающей большую часть финансовой поддержки проекта ESAIL. Вклад Европейского Союза в этот проект составляет 1.7 миллиона евро.





Ключевые слова:
Космический, Аппарат, Солнечный, Парус, Частица, Ветер, Заряд, Энергия, Поле, Электричество, Проводник, Сварка, Тяга, Скорость

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Начаты испытания первого опытного прототипа электрического космического пар ...
  • НАСА демонстрируют самый большой солнечный парус, который будет запущен в к ...
  • Электрический парус ESAIL может стать самым быстрым космическим двигателем.
  • Японский космический аппарат IKAROS успешно расправил солнечный парус и гот ...
  • Солнечный парус позволит спутникам находиться на недостижимых ныне орбитах.




  • 18 января 2013 18:45
    #1 Написал: Psyd0zer

    Публикаций: 0
    Комментариев: 15
    по моим подсчетам это движок /space/4378-ionnyy-dvigatel-sleduyuschego-pokoleniya
    -next-stanovitsya-rekordsmenom-po-vremeni-nepreryvnoy-raboty.html
    разгонится до 208км\с за два года...
        
    19 января 2013 12:15
    #2 Написал: NikSrat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 210
    Слишком низкая скорость разгона, слишком уязвимые элименты конструкции, слишком малая выдаваемая мощность - в статье ясно сказано что 100 лучей по 20км в длину каждый, смогут разгонять с указанной скоростью только 1 тонну! При том что примерный вес пресловутой станции Мир был около 137 тонн... Бред космических романтиков.
        
    19 января 2013 12:54
    #3 Написал: vitendo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 21
    Ну не надо сравнивать космическую станцию со спутником. Это совсем разные задачи.

    Но то, что элементы паруса уязвимы, то это надо считать фактом. Ведь, этот аппарат позиционируют как для полёта на дальние расстояния, т.е. за пределы околоземной орбиты. Это в свою очередь означает, что за пределы электромагнитного поля, которое защищает нас от большого количества космического мусора.

    Так вот, этот мусор порвёт этот парус как поток дроби выстеленный в паутину.
        
    19 января 2013 19:44
    #4 Написал: Cradleman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 110
    vitendo,
    ну и бред. эл.маг. поле защищает нашу планету от солнечного ветра, потока высокоэнергичных частиц, которые будут разгонять данный парус, в теории. а вот мусор есть только там, где нагадил человек, на околоземной орбите


    --------------------
        
    21 января 2013 22:26
    #5 Написал: DSL115

    Публикаций: 0
    Комментариев: 74
    Насколько я понял, запас проволоки позволит "накрутить" новые паруса, в замен разрушенных?
        
    15 апреля 2016 09:59
    #6 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 500
    Цитата: DSL115
    Насколько я понял, запас проволоки позволит "накрутить" новые паруса, в замен разрушенных?

    Во, красава, я сразу и не подумал об этом. Наверное, даже не самой проволоки а алюминия из которого она вытягивается
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.