Машини-монстри: Іонний двигун, який, можливо, коли-небудь врятує людство

Apr 03 7:00 2020 Друк цієї статті

Досить реальна загроза удару астероїда з Землі здається зараз чимось ефемерним, незважаючи на те, що такий катаклізм здатний покінчити з усім людством буквально в один момент часу. І провідні космічні агентства, такі, як Європейське космічне агентство, американське агентство НАСА, продовжують працювати над планами захисту Землі від астероїдної загрози".

У рамках цих планів агентство НАСА збирається 22 липня 2021 року запустити місію DART (Double Asteroid Redirection Test). Ця місія носить демонстраційний характер і її метою є вивчення можливості надання кінетичного впливу для відхилення астероїда з небезпечною для Землі траєкторії. Космічний апарат місії DART відправиться до бінарної астероїдної системі під назвою 65803 Didymos, яка в даний момент часу не несе в собі загрозу Землі.

Великий астероїд Didymos A має діаметр приблизно 780 метрів, а його менший "супутник", Didymos B, має розмір 160 метрів. Саме про поверхню меншого астероїда буде розбитий космічний апарат DART, адже його (астероїда) розмір і маса найбільш близькі до аналогічних показників астероїдів, що представляють собою загрозу для людства.

Для того, щоб дістатися до астероїдів Didymos, космічному апарату DART доведеться пройти довгий шлях. Після запуску в липні 2021 року, апарат пройде дистанцію в 11 мільйонів кілометрів і досягне точки рандеву з астероїдом у вересні 2022 року. І подолати таку величезну відстань апарату DART допоможе його основний іонний двигун NEXT-C (NASA Evolutionary Xenon Thruster - Commercial).

NEXT-C є самим потужним з сучасних іонних двигунів. Звичайно, його можливості навіть близько не нагадують можливості двигунів ракет, здатних долати земну гравітацію, але серед іонних двигунів він є безумовним лідером. NEXT-C в три рази більш потужний, ніж іонні двигуни NSTAR, що використовувалися в космічний апаратах місій NASA DAWN і Deep Space One.

Двигун NEXT-C працює в імпульсному режимі, на один такий імпульс витрачається потужність 6.9 кВт, а з точки зору ресурсу, двигун зможе зробити 236 мільйонів імпульсів. Під час випробувань двигун NEXT-C продемонстрував найвище значення імпульсу створюваної ним тяги, який становив 17 мН*сек. У іонних двигунів також є показник ефективності використання палива, який умовно є часом, який пропрацює двигун на певному об'ємі палива. У двигуна NEXT-C це час одно 4190 секундам, тоді, як двигун NSTAR демонструє показник у 3120 секунд.

Коли космічний апарат добереться до астероїдів Didymos, він не відразу "розіб'ється в коржик" про поверхню малого астероїда, а виконає спочатку свою дослідницьку місію. Для цього він несе на своєму борту шість міні-супутників LICIA (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) стандарту CubeSat, створених фахівцями італійського космічного агентства. Ці супутники проведуть попередню зйомку поверхні астероїда, зафіксую момент удару апарату DART про астероїд, знімуть місце зіткнення і потоки уламків від нього, передаючи всі дані на Землю практично безперервному режимі.

Удар апарату DART, як очікується, змінити швидкість орбітального руху астероїда Didymos B приблизно на половину міліметра в секунду. Така незначна зміна швидкості дуже сильно позначиться на періоді її обертання навколо великого астероїда, що буде виявлено за допомогою наземних телескопів. Також удар залишить на поверхні астероїда кратер, шириною близько 20 метрів.

Після руйнування апарату DART до астероїдів Didymos попрямує апарат європейської місії Hera, який, згідно з планами, буде запущений в 2024 році і прибуде до астероїдів в 2027 році. Цей апарат досліджує місце удару і проаналізує викликані ним наслідки. Крім цього, апарат Hera буде нести на собі цілий ряд наукових інструментів, які дозволять вченим дізнатися більше про подвійні астероїдних системах і про будову окремих астероїдів.

Машини-монстри - все про виняткових машинах, механізмах і пристроях в світі, від величезних засобів знищення собі подібних до крихітних точних пристроїв, механізмів і всього того, що знаходиться в проміжку між ними.