Новая технология PaSTA стабилизирует солнечные панели космических аппаратов для точной стыковки
Юго-Западный научно-исследовательский институт (SwRI) разработал инновационную технологию повышения жесткости раскрываемых конструкций космических аппаратов, что является ключевым условием для выполнения автономных операций стыковки на орбите. Технология получила название PaSTA (Parallelogram Synchronized Truss Assembly — синхронизированная ферменная сборка параллелограммного типа).
В настоящее время инженеры SwRI интегрируют систему PaSTA с солнечными панелями космического аппарата-заправщика «Astroscale U.S. Refueler». Параллельно ведутся работы по созданию двух deployable-стрел (раскрываемых штанг) на основе этой же технологии для другого перспективного аппарата, разрабатываемого в институте.
Космический заправщик «Astroscale U.S. Refueler» массой 300 кг станет первым аппаратом, который проведет операции по заправке гидразином на геостационарной орбите по заказу Космических сил США (USSF). Эта миссия также станет первой в истории по дозаправке активного актива Министерства обороны США на орбите. Для успешного выполнения задачи стыковки с другими аппаратами требуется высочайшая точность наведения, которую может обеспечить только жестко закрепленная и стабилизированная солнечная батарея, питающая системы корабля.
«В космосе нет ухабистых дорог, поэтому обычно вибрация раскрываемых конструкций не является проблемой — до тех пор, пока не требуется высочайшая точность управления и стабильность для стыковки, — пояснил инженер SwRI Рэнди Роуз, автор недавно полученного патента на технологию PaSTA. — Любые вибрации могут сорвать процесс, поэтому жесткость конструкции критически важна. PaSTA стабилизирует солнечные панели, обеспечивая ту самую rigidity (жесткость), которая необходима для маневров стыковки».
Технология PaSTA создает своего рода «структурный хребет» для солнечных панелей, значительно повышая жесткость всей конструкции после ее раскрытия. На заправщике Astroscale панели будут отходить от корпуса на 1,4 метра (4,5 фута). На другом же аппарате SwRI каждая из панелей будет иметь длину 6 метров (20 футов) и в совокупности генерировать 5000 ватт мощности, обеспечивая при этом такую же точность позиционирования, как и на меньшем заправщике.
«Astroscale U.S. Refueler выполняет то, что обычно сложно для космических аппаратов: автономную стыковку с другими объектами, — отметил Райан Рикерсон, руководитель отдела раскрываемых конструкций SwRI и ведущий инженер по проекту PaSTA. — Для успешной стыковки все раскрываемые конструкции должны иметь минимальную собственную частоту колебаний, чтобы гасить вибрации. Это просто невозможно с традиционными конструкциями солнечных батарей».
В чем инновационность подхода PaSTA?
В отличие от традиционных решений, PaSTA использует запатентованную框架 (раму) из взаимосвязанных элементов, образующих ферменную структуру. Это значительно повышает стабильность и жесткость массива. В результате панели не изгибаются, а вся нагрузка распределяется вдоль их длины (так называемая осевая нагрузка), что делает конструкцию гораздо более устойчивой.
«Традиционный массив состоит из нескольких шарнирных панелей, сложенных как гармошка, которые раскрываются одна за другой, — объяснил Рикерсон. — Поскольку каждый шарнир работает независимо, процесс раскрытия сложно предсказать, и он может привести к отказу, что потенциально грозит потерей всего аппарата. Интеграция структуры PaSTA синхронизирует раскрытие соседних панелей, а единственный демпфер контролирует скорость всего процесса».
Разработка технологии также решает проблему наземных испытаний, где большие панели испытывают сопротивление воздуха, отсутствующее в вакууме. Синхронизированное и контролируемое раскрытие по технологии PaSTA делает этот процесс плавным и предсказуемым как на Земле, так и в космосе.
В настоящее время в SwRI уже ведутся работы по интеграции и испытаниям солнечных панелей, оснащенных системой PaSTA, для космического заправщика. Успех этой технологии открывает новые возможности для будущих миссий, включая обслуживание спутников, сборку крупных конструкций на орбите и освоение глубокого космоса, где надежность и точность являются абсолютно критическими факторами.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
