|
Концепция миссии с двигателем на солнечных парусах
|
|
|
|
Планета Меркурий - самая близкая к Солнцу, а также самая труднодоступная для посещения и исследования космическими аппаратами. Это связано с тем, что по мере приближения космического аппарата к Меркурию огромная гравитация Солнца притягивает космический аппарат, значительно увеличивая его скорость и затрудняя его торможение без большого количества топлива. Но что, если космический аппарат мог бы путешествовать к Меркурию и исследовать его без топлива? Это могло бы значительно сократить расходы на миссию, обеспечивая при этом эффективное научное исследование.
|
|
|
|
Теперь команда исследователей из Университета Брауна, возможно, на шаг приблизилась к воплощению этой миссии в реальность, поскольку они предлагают концепцию миссии класса Discovery на солнечных парусах под названием Mercury Scout, которую они представили в исследовании, недавно представленном на 57-й конференции по лунным и планетарным наукам. Миссия класса "Дискавери" - это недорогая (менее 1 миллиарда долларов) миссия НАСА, предназначенная для более быстрой разработки по сравнению с более крупными флагманскими миссиями, стоимость которых оценивается в миллиарды долларов. Что касается Меркурия, то миссия НАСА "МЕССЕНДЖЕР", которая стала первой миссией на орбите Меркурия, была миссией класса "Дискавери". В ходе исследования исследователи обсудили двигательную установку Mercury Scout, научные цели, научные приборы, конструкцию космического аппарата и средства связи.
|
|
|
|
Пожалуй, самым интригующим аспектом Mercury Scout является двигатель на солнечных парусах, который использует солнечное излучение для приведения в действие космического аппарата. Исследователи отмечают, что этот метод не только не требует топлива, но и может быть использован для управления направлением движения космического аппарата. Кроме того, исследователи отмечают, что благодаря уменьшению количества компонентов и размеров космического аппарата, двигательная установка на солнечных парусах также может продлить срок службы космического аппарата, увеличив объем научных данных о ближайшей к солнцу планете.
|
|
|
|
|
|
|
До сих пор единственным космическим аппаратом, который успешно использовал двигатель на солнечных парусах в космосе, была японская миссия IKAROS в 2010 году, а LightSail-2 Планетарного общества успешно использовал солнечные паруса для подъема своей орбиты в 2019 году. Недавно НАСА протестировало свою передовую технологию Composite Solar Sail System (ACS3), которая была запущена в апреле 2024 года и успешно развернула свои паруса в августе 2024 года. В то время как ACS3 в настоящее время находится на низкой околоземной орбите, космический аппарат, на борту которого находится спутник CubeSat размером примерно с микроволновую печь, столкнулся с падением, которое продолжает отслеживаться.
|
|
|
|
Общей целью Mercury Scout будет проведение геологической съемки с использованием узкоугольной камеры (NAC), которая обеспечивает получение изображений с высоким разрешением до 1 метра (3,2 фута) на пиксель. Например, аппарат NASA Lunar Reconnaissance Orbiter использует NAC с разрешением 0,5 метра (1,6 фута) на пиксель, а космический аппарат NASA MESSENGER оснащен NAC, способным получать изображения с разрешением до 20 метров (65 футов) на пиксель.
|
|
|
|
Используя NAC, научные цели Mercury Scout будут заключаться в том, чтобы получить представление об истории земной коры Меркурия, поскольку толщина коры Меркурия, по оценкам, составляет приблизительно 26 километров (16 миль), что является небольшим показателем по сравнению с другими планетами Солнечной системы. Другие научные цели включают изучение текущей или недавней геологической активности и сравнение этих результатов с результатами прошлых миссий, таких как MESSENGER.
|
|
|
|
Учитывая, что Mercury Scout сосредоточится на визуализации, NAC должен стать единственной научной полезной нагрузкой. Для контроля температуры, учитывая чрезвычайно близкое расстояние до Солнца, Mercury Scout будет находиться на высокоэллиптической орбите на расстоянии от примерно 200 километров (124 миль) до примерно 10 000 километров (6 214 миль) от поверхности Меркурия. Для связи Mercury Scout будет оснащен плоской антенной, такой же, как у MESSENGER НАСА и миссий Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) Akatsuki, последней из которых было поручено изучать атмосферу Венеры, пока зонд не вышел на орбиту и не был потерян.
|
|
|
|
В исследовании отмечается: "Эта усовершенствованная концепция Mercury Scout демонстрирует, что упрощенная полезная нагрузка, предназначенная только для NAC, в сочетании с двигательной установкой на солнечных парусах может обеспечить целенаправленное и эффективное исследование эволюции поверхности Меркурия с помощью длительных изображений с высоким разрешением. Несмотря на сохраняющиеся технические проблемы, связанные со стабильностью наведения, тепловой живучестью и управлением ориентацией, это исследование показывает, что никакие фундаментальные физические барьеры не препятствуют получению изображений метрового масштаба с орбиты Меркурия с использованием архитектуры, не использующей топливо".
|
|
|
|
Источник
|
