Технологии магнитоплазменной защиты космических аппаратов готовы к первым испытаниям на спутниках CubeSat - «Наука и технологии»

Доктор Дэвид Киртли (David Kirtley), представитель компании MSNW LLC, занимающейся разработкой магнитных, плазменных и ядерных технологий для космической отрасли, в своем выступлении на симпозиуме 2017 NIAC Symposium ознакомил общественность с последними достижениями их компании в области создания системы магнитоплазменной защиты для космических спускаемых аппаратов. Защитная магнитная оболочка представляет собой дипольное магнитное поле, на границах которого создается слой намагниченной плазмы. Эта плазма при входе космического аппарата в атмосферу планеты служит своего рода "прослойкой" между атмосферой и корпусом космического аппарата, не давая последнему нагреваться в результате трения о воздух. При этом, эффективность процесса торможения космического аппарата практически не снижается.

Согласно проведенным специалистами компании MSNW LLC расчетам, размер создаваемого магнитного барьера может составлять до 100 метров в диаметре, а для эффективной работы этого барьера потребуется создание всего одного грамма плазмы. Регулируя силу и форму вырабатываемого защитными магнитами поля, система защиты сможет быстро адаптироваться к изменениям условий в атмосфере планеты, на поверхность которой осуществляет посадку космический аппарат. А достаточно низкие требования системы к количеству энергии, являющиеся следствием использования импульсного режима работы магнитов, делают создание таких систем практически выполнимым на текущем уровне развития современных технологий.

На первом этапе работы специалистов компании MSNW LLC, которая проводится в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), были проведены расчеты систем магнитоплазменной защиты спускаемых аппаратов миссий на Нептун и Марс. 200-килограммовый, 2-метровый магнит сможет обеспечить защиту опускающемуся со скоростью 21 километр в секунду на поверхность Нептуна аппарату. Марсианский спускаемый аппарат, оснащенный 2.5-метровым магнитом, может получить защитную оболочку, радиусом в 21 метр, чего достаточно для защиты аппарата, несущего 60 тонн полезного груза.

Во время первых испытаний на Земле специалисты компании MSNW LLC продемонстрировали работу экспериментальной системы магнитоплазменной защиты с магнитом, диаметром в 1.6 метра, который создает плазменную оболочку из ионизированного аргона. Наличие такого плазменного щита позволило в тысячу раз снизить трение о воздух. А полностью завершенная технология магнитоплазменной защиты обеспечит снижение трения в 10 тысяч раз, что полностью избавит конструкторов космической техники от необходимости использования высокотемпературных щитов.

Сейчас, в рамках второго этапа исследовательской программы, специалисты компании MSNW LLC готовят малогабаритный вариант системы магнитоплазменной защиты. Эта система будет установлена на миниатюрном спутнике стандарта CubeSat, который будет запущен на низкую околоземную орбиту для проведения первых испытаний системы магнитоплазменной защиты в условиях реального космоса.