Солнечные паруса смогут удержать на месте спутники, висящие над полюсами планеты - «Наука и технологии»

Искусственные спутники, находящиеся на околоземной орбите, постоянно контролируют находящийся внизу мир. Их функции и собираемые ими данные имеют огромное значение для прогнозирования изменений климата, они обеспечивают работу систем навигации, трансляцию радио- и телевизионных сигналов. Проблема заключается в том, что спутники не всегда обеспечивают постоянное покрытие определенных областей земного шара, для этого на высокую геосинхронную орбиту помещают группы спутников. Однако, покрытие полярных областей требует наличия спутников на низких полярных орбитах, на которых спутники находятся над заданной областью лишь в течение короткого времени.

В рамках проекта VisionSpace Европейское космическое агентство проводило исследования динамики движения объектов в околоземном космическом пространстве с целью поисков нетрадиционных способов реализации космических миссий. И одной из идей являлось использование давления лучей солнечного света в качестве постоянного источника силы тяги. Напомним нашим читателям, что именно такой метод позволил вернуть в строй космический телескоп Kepler, у которого вышли из строя элементы системы ориентирования в пространстве.

Размещение спутников, которые будут висеть над полюсами планеты, возможно только при выводе их на не-кеплеровскую орбиту (Non-Keplerian Orbits, NKO). Такие орбиты требуют соблюдения сложного баланса сил и одним из примеров этого является размещение космических аппаратов в точках Лагранжа, в точках пространства, где гравитационные силы двух космических объектов, Земли и Луны, Земли и Солнца, взаимно уравновешивают друг друга.

Однако, соблюдения баланса сил можно добиться и в случае размещения спутника над полюсом планеты. Для этого потребуется небольшой и легкий космический аппарат, имеющий солнечный парус и электрическую силовую установку на основе ионного двигателя. Солнечный парус и двигатель по отдельности не смогут обеспечить надлежащее значение тяги к весу космического аппарата, которое требуется для уравновешивания сил гравитации Солнца и Земли. Солнечный парус и двигатель создают два вектора тяги, которые складываясь, удерживают спутник на одном месте, требуя лишь минимального расхода топлива.

"В традиционных космических миссиях используются эллиптические и круговые кеплеровские орбиты" - рассказывает Колин Макиннес (Colin McInnes), профессор из университета Глазго, - "Однако, в рамках проекта VisionSpace мы нашли целый ряд орбит, при движении по которым используются различные дополнительные факторы, такие, как солнечное давление, аэродинамическое сопротивление и гравитационные взаимодействия. А использовать такие орбиты могут системы совершенно различных масштабов, начиная от "роев" микроспутников до группировок спутников больших размеров".

Представители ЕКА собираются проверить практичность некоторых из разработанных технологий. И если это все закончится успехом, то спутники, неподвижно висящие над полюсами планеты, могут существенно расширить области климатического мониторинга и телекоммуникационного покрытия.