Работающие с искусственными спутниками специалисты часто используют прочные тросы, чтобы разворачивать или передвигать спутники, не расходуя топлива. Учёные МГУ предложили систему, которая может автоматически собирать космический мусор при помощи этих тросов, и математически смоделировали её работу.
«Используя аналитические решения в частных производных и численное моделирование, мы получили условия управления и соотношение между параметрами для устойчивой работы тросовой системы на орбите», — рассказал соавтор статьи Алексей Малашин, ведущий научный сотрудник кафедры газовой и волновой динамики мехмата факультета МГУ.
Космический мусор может представлять опасность для функционирующих спутников и других аппаратов. Сталкиваясь, большие фрагменты мусора разлетаются на множество частей, от чего вероятность столкновений только возрастает. Поэтому учёные ищут разные пути снизить этот риск. Одним из них может стать аппарат, способный собирать космический мусор автоматически и без затрат топлива.
Для этого механики из МГУ учли множество параметров: свойства материала, из которого сделаны тросы, их длину, динамику, возможную вибрацию, соотношение масс груза и разных частей аппарата, начальные скорости объектов. Предложенная учёными система состоит из одного крупного спутника и двух небольших противовесов на канатах по две стороны от него, которые при необходимости придвигаются или отодвигаются.
В расчетах эта конструкция была помещена на орбиту спутника YES2 (YoungEngineers' Satellite2), который был создан студентами инженерных факультетов и запущен на орбиту в 2007 году, однако не смог выполнить свою миссию (спустить капсулу на Землю) из-за неполадок с тросом. Согласно моделям, при идеальных для транспортировки условиях фрагменты космического мусора должны быть в десять раз легче противовесов спутника. Тогда перемещение этих объектов будет происходить по прямой. Наилучшей начальной скоростью для космического мусора будет 2 м/с. Захваченные фрагменты можно будет просто убирать с пути, сбивать с орбиты, заставляя их сгореть в атмосфере, или упаковывать в специальный контейнер, который будет транспортироваться дальше в космос, на безопасное расстояние.
«Использование космических тросовых систем является перспективным исследованием для изменения орбиты космических аппаратов, борьбы с космическим мусором», — прокомментировал Алексей Малашин. Таким образом, результаты работы могут помочь не только в создании спутников, призванных собирать космический мусор, но и для других задач в космосе, где применяются тросы.
Статья была опубликована в журнале Acta Astronautica. Публикуется по пресс-релизу МГУ.
