Введение

Космические полеты всегда сталкивались с вызовами, связанными с эффективностью и безопасностью систем тяги. Традиционно для маневрирования в космосе использовались опасные топлива и громоздкие системы. Однако NASA стремится изменить этот подход, разрабатывая новые технологии для более безопасного и эффективного космического путешествия.

Новая миссия ASCENT

Недавно инженеры Космического центра Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, завершили серию строгих тестов нового малогабаритного спутника, который должен продемонстрировать инновационную систему тяги. Миссия, получившая название ASCENT (Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic), представляет собой демонстрацию полета спутника размером с большую коробку для обуви. Главная цель — протестировать единую интегрированную систему тяги, использующую общий топливный бак для питания двух различных типов двигателей.

Как работает система ASCENT?

Обычно космические аппараты используют две отдельные системы тяги: химическую для быстрых маневров, таких как выход на орбиту, и электрическую для медленных, но эффективных перемещений. Это требует наличия нескольких баков и сложного трубопровода, что увеличивает вес и занимает ценное пространство.

Спутник, разрабатываемый NASA, использует один нетоксичный пропеллент под названием ASCENT. Он подает топливо как на высокомощный двигатель, так и на низкомощные электродвигатели из одного центрального бака, что экономит массу и объём. Это значит, что для будущих миссий останется больше места для научных инструментов, а также возможность запускать спутники на меньших и более дешевых ракетах.

Согласованная работа команд

Для реализации этой концепции требуется национальное сотрудничество. Хотя миссия управляется NASA Маршаллом, спутник использует электродвигатели, разработанные Массачусетским технологическим институтом, химический модуль, созданный компанией Plasma Processes, и космический автобус, интегрированный Георгийским технологическим институтом.

«Есть множество мелких проблем и несколько крупных. Но обеспечить функциональность системы тяги среди всех этих команд — это то, что делает миссию успешной», — говорит Нехемия Уильямс, менеджер проекта демонстрации в NASA Маршалле.

Тестирование на земле

Перед тем как спутник сможет безопасно работать в суровых условиях низкой околоземной орбиты, он должен пройти серию испытаний на земле. В последние месяцы инженерная команда в Маршалле подвергла летательное оборудование множеству стресс-тестов в лаборатории по обслуживанию и интеграции малых космических аппаратов.

Для проверки целостности единой системы тяги команда провела обширные тесты на утечки. Инженеры провели испытание на утечку с использованием сжатого гелия в вакуумной камере, чтобы убедиться в целостности уплотнений спутника, успешно подтвердив их работоспособность.

Термальные и вращательные испытания

Спутник также прошел термовакуумные испытания. Космос — это среда с полной отсутствием воздуха и резкими температурными перепадами. Помещая аппарат в специализированную вакуумную камеру, имитирующую такие условия, инженеры могут убедиться, что электроника, двигатели и механические системы будут нормально функционировать в орбите.

Кроме того, спутник прошел вращательное тестирование. Подобно шине автомобиля, космический аппарат должен быть идеально сбалансирован. Этот тест измеряет его массу и центр тяжести, что позволяет проверить способность CubeSat стабильно летать и поддерживать правильное положение для связи с Землей и солнечными панелями.

Подготовка к запуску

Теперь, когда экологические и физические испытания завершены, миссия переходит в финальные стадии подготовки. Команда завершит последние проверки систем, интегрирует солнечные панели спутника и отправит оборудование к месту запуска.

Миссия ASCENT Propulsion Dual Mode запланирована к запуску не ранее 1 октября в качестве полезной нагрузки на ракете SpaceX Falcon 9 с базы Ванденберг в Калифорнии.

Будущее миссии

После вывода на орбиту на высоте около 520 километров над Землей спутник начнет девятимесячную миссию. После первоначального периода проверки команда будет выполнять короткие химические и электрические маневры. Если все пройдет успешно, спутник проведет несколько месяцев, выполняя маневры по повышению и понижению орбиты, чередуя работу высокомощных и низкомощных двигателей, чтобы продемонстрировать, что концепция двойной системы тяги работает в космосе.

Заключение

Миссия ASCENT Propulsion Dual Mode представляет собой шаг вперед в области космических технологий. Управляемая и финансируемая отделением малых космических аппаратов и распределенных систем NASA, она открывает новые горизонты для будущих космических исследований, позволяя более эффективно использовать ресурсы и обеспечивая безопасные полеты в условиях космоса.