|
Изменение ситуации в области спутниковых технологий
|
|
|
|
Новые достижения в области спутниковых технологий делают космические приборы более легкими, адаптируемыми и устойчивыми. Ученые из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC) успешно интегрировали гибкую электронику в самораскрывающуюся стрелу, которая весит всего 20 граммов - примерно столько же, сколько несколько скрепок для бумаги. По словам НАСА, стрелы - это “легкий, складной и подвижный конструкционный материал, который позволяет размещать большие системы на небольших спутниках”. Они помогают оптимизировать спутники и придают им большую гибкость в конструкции.
|
|
|
|
Это новшество, разработанное в сотрудничестве с исследовательским центром НАСА в Лэнгли и технологическим институтом Вирджинии, может помочь небольшим спутникам, известным как CubeSats, выполнять более сложные миссии, сохраняя при этом весовые и пространственные ограничения. Запуск спутника Virginia Tech CubeSat, оснащенного этой новой стрелой, запланирован на 2025 год.
|
|
Спутниковое решение, позволяющее экономить пространство
|
|
|
|
Для спутников важен каждый грамм. Чем легче и компактнее устройство, тем эффективнее его запуск и маневрирование на орбите. Новая стрела, предназначенная для спутников CubeSat, изготовлена из трехслойного композита из углеродного волокна и эпоксидной смолы толщиной с лист бумаги, а ее схемы опубликованы в журнале Extreme Mechanics Letters. Хранящийся в свернутом виде, он разворачивается сам по себе после развертывания — аналогично тому, как рулетка вытягивается и фиксируется на месте.
|
|
|
|
|
|
|
“Трудно интегрировать коммерческую электронику в эти сверхтонкие конструкции”, - сказал Синь Нин, профессор аэрокосмической отрасли в инженерном колледже Грейнджер при UIUC, в своем недавнем заявлении. “Было множество технических ограничений, которые усложняли задачу создания электроники, способной выдерживать суровые условия космоса”.
|
|
|
|
В штангу встроены линии электропитания и передачи данных длиной более метра, что является сложной задачей, учитывая материал толщиной с бумагу. Изначально команда Ning искала сложные высокотехнологичные решения, но добилась успеха благодаря элегантно простому подходу.
|
|
|
|
“Мы пробовали разные материалы и разные технологии”, - добавил Нинг. “В конце концов, мы перешли на тонкие коммерческие провода, покрытые изоляцией, и это сработало. Я думаю, что вначале мы слишком много думали об этом. Мы пробовали более сложные, причудливые подходы, но они потерпели неудачу. Это было простое и надежное решение с использованием готовых и легкодоступных проводов”.
|
|
Более интеллектуальные конструкции со встроенной электроникой
|
|
|
|
Эта стрела не только служит в качестве несущей конструкции, но и оснащена легким и гибким электронным блоком, который включает в себя датчик движения для контроля развертывания и обнаружения вибраций; датчик температуры для отслеживания изменений окружающей среды в космосе; и синий светодиод, который помогает камерам CubeSat видеть стрелу после ее развертывания.
|
|
|
|
Эта электроника должна выдерживать экстремальные температуры и космический вакуум, а также быть достаточно гибкой, чтобы выдержать внезапное разворачивание стрелы. Команда Ning провела обширные наземные испытания и моделирование, чтобы убедиться в долговечности и производительности системы.
|
|
|
|
“Мы также работаем над тем, чтобы сделать гибкую электронику более долговечной в космосе — это способы защитить электронику, чтобы она дольше работала в космической среде”, - сказал Нинг.
|
|
Спутниковые технологии НАСА и их будущие применения
|
|
|
|
Эти исследования начались, когда два года назад Нинг представил на конференции свой опыт в области легких многофункциональных космических конструкций. Его идеи привлекли внимание Хуана Фернандеса из исследовательского центра НАСА в Лэнгли, который увидел возможность усовершенствовать проект Virginia Tech CubeSat.
|
|
|
|
Фернандес и его команда из НАСА в Лэнгли создали boom, в то время как группа Нина сосредоточилась на интеграции гибкой электроники с приложениями для спутниковых технологий, а также других возможных применений. Конечным результатом стала передовая технология, которая может быть широко применена в будущих космических полетах.
|
|
|
|
Благодаря легкому дизайну, встроенным датчикам и долговечности, эта многофункциональная стрела может привести к созданию более совершенных CubeSats и других небольших спутников, которые смогут делать больше с меньшими затратами, помогая исследователям расширять границы освоения космоса при сохранении низких затрат и веса при запуске.
|
|
|
|
Источник
|
