|
Плазменная установка для удаления космического мусора
|
|
|
|
В космосе существует проблема с мусором: вышедшие из строя спутники, ракеты и мелкие обломки вращаются вокруг Земли на высоких скоростях. По словам Казунори Такахаши, доцента Высшей инженерной школы Университета Тохоку в Японии, количество космического мусора только увеличивается, что повышает риск столкновения с активными спутниками и космическими аппаратами. Возможно, у Такахаши есть решение.
|
|
|
|
"Из-за своего неконтролируемого движения и скорости, превышающей скорость пули, космический мусор, вращающийся вокруг Земли, представляет серьезную угрозу, поскольку значительно увеличивает потенциальный риск столкновений со спутниками, которые поддерживают устойчивую деятельность человека в космосе", - сказал Такахаши.
|
|
|
|
"Большинство современных методов удаления космического мусора основаны на непосредственном контакте и сопряжены с риском запутаться в неконтролируемом движении обломков. Более поздние работы были сосредоточены на использовании плазменного двигателя для торможения обломков и вытеснения их с орбиты".
|
|
|
|
Его подход, успешно продемонстрированный в лабораторных экспериментах и опубликованный 20 августа 2025 года в журнале Scientific Reports, основан на идее замедления космического мусора до тех пор, пока он не сойдет с орбиты и не сгорит при возвращении в атмосферу Земли. В предыдущих исследованиях была предложена эта концепция, но ее еще предстоит эффективно использовать на практике.
|
|
|
|
|
|
|
Идея заключается в том, что удалительный спутник, запущенный специально для удаления космического мусора, мог бы использовать двигательный двигатель для выброса плазмы в сторону куска космического мусора. Сила плазмы замедлила бы мусор настолько, что он сошел бы с орбиты — процесс, который занимает около 100 дней. Проблема в том, что сила плазмы, испускаемой удаляемым спутником, оказывает сильное обратное воздействие, удаляя спутник от цели и уменьшая эффект замедления.
|
|
|
|
Чтобы исправить это, Такахаши разработал то, что он назвал "безэлектродным плазменным двигателем с двунаправленным выбросом плазмы". Это двигательный аппарат, который выбрасывает два потока плазмы в двух направлениях: один в направлении целевого космического мусора, а другой в противоположном направлении.
|
|
|
|
"Этот маршевый двигатель применяет силу торможения к целевому объекту, выбрасывая плазму, при этом избегая чрезмерной тяги на себя за счет выброса другого плазменного шлейфа в противоположном направлении", - говорит Такахаши, поясняя, что он также ввел специальное магнитное поле, известное как "острие", для усиления силы торможения.
|
|
|
|
По сути, острие удерживает плазму с помощью магнитного поля, поэтому она остается относительно неподвижной по отношению к направлению тяги, а не рассеивается.
|
|
|
|
Чтобы проверить, может ли двунаправленный выброс плазмы работать должным образом, Такахаши протестировал его в вакуумных трубках, предназначенных для имитации условий космоса. Он обнаружил, что двунаправленный выброс плазмы не только сбалансировал работу двигателя, как ожидалось, но и увеличил силу торможения, а это означает, что целевой космический мусор потенциально может достичь скорости торможения, необходимой для гораздо более быстрого схода с орбиты.
|
|
|
|
Кроме того, использование тяги на высоком уровне в конфигурации cusp утроило силу торможения, о которой сообщалось ранее. Важно отметить, что двигательная установка может работать на аргоне, который дешевле и используется в большем количестве, чем обычные виды топлива.
|
|
|
|
"Это достижение представляет собой значительный технологический прогресс в разработке двигательной установки, способной эффективно и безопасно удалять космический мусор", - объясняет Такахаши.
|
|
|
|
Источник
|
