Ионно-лучевой пастырь
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( январь 2024 г. ) |
Пастырь ионного луча ( IBS ) — это концепция, в которой орбита и/или положение космического корабля или обычного орбитального тела изменяются за счет воздействия луча квазинейтральной плазмы на его поверхность, создавая силу и/или крутящий момент на цели. Ионные и плазменные двигатели, обычно используемые для приведения в движение космических кораблей, могут использоваться для создания коллимированного пучка плазмы/ионов и направления его на тело.Тот факт, что луч может быть сгенерирован на космическом корабле «пастух», размещенном вблизи цели без физической связи с последней, обеспечивает интересное решение для космических приложений, таких как удаление космического мусора, отклонение астероидов и космическая транспортировка в целом. Технический университет Мадрида (UPM) изучает эту концепцию. [1] путем разработки моделей аналитического и числового управления в сотрудничестве с группой перспективных концепций Европейского космического агентства. Эта концепция также была независимо предложена JAXA и CNES .
Как это работает
[ редактировать ]Сила и крутящий момент, передаваемые цели, возникают из-за импульса, передаваемого ионами плазмы (обычно ксенона), которые ускоряются до нескольких десятков километров в секунду ионным или плазменным двигателем. Ионы, достигающие поверхности мишени, теряют свою энергию в результате ядерного столкновения в подложке из материала мишени.Чтобы поддерживать постоянное расстояние между целью и космическим кораблем-пастухом, последний должен иметь вторичную двигательную установку (например, другой ионный или плазменный двигатель), компенсирующую силу реакции, создаваемую целевым ионным пучком.
Приложения
[ редактировать ]Концепция была предложена как возможное решение для активного удаления космического мусора. [2] [3] [4] [5] а также для точного отклонения угрожающих Земле астероидов. [6] В дальнейшем эта концепция может сыграть важную роль в таких областях, как космическая мобильность, транспортировка, сборка крупных орбитальных инфраструктур и захват небольших астероидов на околоземной орбите.
Контроль
[ редактировать ]Углы расхождения лучей ионных и плазменных двигателей, обычно превышающие 10 градусов, делают необходимым, чтобы «Пастух» летал на расстоянии не более нескольких диаметров цели, если необходимо достичь эффективного перекрытия лучей. Наведение и контроль полета на бесконтактном формировании [7] а также предотвращение столкновений являются одними из наиболее важных технологических задач концепции.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ К. Бомбарделли и Х. Пелаес, «Система изменения положения и ориентации тел на орбите с помощью спутников наведения», номер патента P201030354. Представлено в Патентном ведомстве Испании 11 марта 2010 г. Заявка на патент PCT PCT/ES2011/000011.
- ^ К. Бомбарделли и Х. Пелаес, «Пастырь ионного луча для бесконтактного удаления космического мусора», Журнал наведения, контроля и динамики, Vol. 34, № 3, май – июнь 2011 г., стр. 916–920. http://sdg.aero.upm.es/PUBLICATIONS/PDF/2011/AIAA-51832-628.pdf
- ^ С. Китамура «Станок для возврата на орбиту большого космического мусора с использованием ионно-лучевого облучения», 61-й Международный астронавтический конгресс, Прага, Чехия, документ IAC-10.A6.4.8, сентябрь 2010 г.).
- ^ К. Боннал, Ж. М. Руо, П. Бултел и М. К. Дежан, «Требования высокого уровня к действующему устройству для спуска космического мусора», 61-й Международный астронавтический конгресс, Прага, Чешская Республика, документ IAC-10.A6.4.5, сентябрь 2010 г. ).
- ^ В. С. Асланов, А. С. Ледков, «Уклонное движение цилиндрического космического мусора при его удалении ионным пучком», Математические проблемы техники, вып. 2017, номер статьи 1986374, 7 страниц, https://www.hindawi.com/journals/mpe/2017/1986374/
- ^ К. Бомбарделли и Дж. Пелаес, «Пастырь ионного луча для отклонения астероидов», Журнал наведения, управления и динамики, Vol. 34, № 4, июль – август 2011 г., стр. 1270–1272, http://sdg.aero.upm.es/PUBLICATIONS/PDF/2011/AIAA-51640-157.pdf.
- ^ А. Алпатов, С. Хорошилов и К. Бомбарделли «Относительное управление ионно-лучевым спутником Shepherd с использованием двигателя с импульсной компенсацией», Acta Astronautica, Vol. 151, 2018, стр. 543–554.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- http://www.aero.upm.es/ Мадридский политехнический университет (UPM)
- http://sdg.aero.upm.es/ Группа космической динамики в UPM
- https://web.archive.org/web/20120426091458/http://web.fmetsia.upm.es/ep2/page.php?page=index&lang=en Космическое двигательное и плазменное оборудование (UPM)
- http://www.esa.int/act , Группа передовых концепций ЕКА
- http://leosweep.upm.es/en , проект LEOSWEEP