Dažas no labākajām lietām zinātnē ir elegantas un vienkāršas. Jaunā dzinējspēka sistēma, kas tiek izstrādāta Spānijā, ir abas šīs lietas, un tā varētu palīdzēt atrisināt pieaugošo Zemes pavadoņu problēmu: kosmosa nevēlamā materiāla izplatību.
Pētnieki Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) un Universidad Politécnica de Madrid (UPM) Spānijā patentē jauna veida vilces sistēmu satelītu riņķošanai, kurā neizmanto nekādu propelentu vai palīgmateriālus. Sistēma būtībā ir saite alumīnija lentes formā, kas ir pāris kilometru gara un pāris collas plata un kas iziet no satelīta. Pētnieki to sauc par kosmosa kaklasaiti.
“Šī ir graujoša tehnoloģija, jo tā ļauj pārveidot orbītas enerģiju elektriskajā enerģijā un otrādi, neizmantojot nevienu patērējamu materiālu”. - Gonzalo Sánchez Arriaga, UC3M.
Palaišanas laikā vieglais kosmosa kaklasaite tiek uzvilkts, un kad satelīts ir orbītā, tas tiek izlikts. Pēc ievietošanas lente var vai nu pārveidot elektrību vilces spēkā, vai vilci elektrībā. Spāņu pētnieki apgalvo, ka kosmosa saites tiks izmantotas pāros.
Sistēmas pamatā ir tā sauktā “zemas darba funkcijas” saite. Īpašais stiprinājums uz stiprinājuma stiprina elektronu emisijas īpašības, saņemot saules gaismu un siltumu. Šīs īpašās īpašības ļauj tai darboties divējādi. "Šī ir graujoša tehnoloģija, jo tā ļauj pārveidot orbītas enerģiju elektriskajā enerģijā un otrādi, neizmantojot nevienu patērējamu materiālu," sacīja Gonzalo Sánchez Arriaga, Ramón y Cajal pētnieks Bioinženierijas un kosmiskās inženierijas departamentā UC3M.
Kad satelīts zaudē augstumu un kļūst tuvāk Zemei, saite pārvērš šo gravitācijas izraisīto vilces spēku elektroenerģijā kosmosa kuģu sistēmu izmantošanai. Runājot par tādu objektu riņķošanu kā Starptautiskā kosmosa stacija (ISS), šī piesiešanas sistēma varētu atrisināt kaitinošu problēmu. Katru gadu ISS ir jāsadedzina ievērojams daudzums propelenta, lai uzturētu savu orbītu. Piesiešana var radīt elektrību, virzoties tuvāk Zemei, un šī elektrība varētu aizstāt degvielu. "Ar zemas darba funkcijas piesaisti un enerģiju, ko nodrošina ISS saules panelis, atmosfēras noturību var kompensēt, neizmantojot propelentu," sacīja Arriaga.
"Atšķirībā no pašreizējām dzinējspēka tehnoloģijām, zemas darba funkcijas piesiešanai nav nepieciešams propelents, un tā izmanto kosmosa vides dabas resursus, piemēram, ģeomagnētisko lauku, jonosfēras plazmu un saules starojumu." - Gonzalo Sánchez Arriaga, UC3M.
Satelītiem ar lielu borta jaudu lente darbosies apgriezti. Tas izmantotu elektrību, lai nodrošinātu vilci kosmosa kuģim. Tas ir īpaši noderīgi satelītiem, kas ir tuvu to ekspluatācijas beigām. Tā vietā, lai ilgu laiku apmestu orbītu kā kosmosa nevēlamo, pamesto satelītu varētu piespiest atgriezties Zemes atmosfērā, kur tas nekaitīgi izdegtu.
Kosmosa saites ir balstītas uz tā saucamo Lorenca vilkšanu. Lorentz vilkšana ir elektrodinamisks efekts. (Elektrodinamikas entuziasti šeit var izlasīt visu par to.) Es neiedziļināšos tajā, jo neesmu fiziķis, bet Spānijas pētnieki norāda, ka Lorencas vilkmi var viegli novērot, vērojot magnēta krišanu caur vara cauruli. . Šis ir video.
Kosmosa organizācijas ir izrādījušas interesi par zemu darba funkciju piesaisti, un Spānijas komanda paziņo vārdu ekspertiem ASV, Japānā un Eiropā. Nākamais solis ir prototipu ražošana. “Lielākais izaicinājums ir tā izgatavošana, jo piesiešanai vajadzētu iegūt ļoti specifiskas optisko un elektronu emisijas īpašības,” saka Sánchez Arriaga.
Spānijas Ekonomikas, rūpniecības un konkurētspējas ministrija ir piešķīrusi Spānijas komandai subsīdiju, lai izpētītu sistēmas materiālus. Komanda ir iesniegusi priekšlikumu finansēšanai arī Eiropas Komisijas konsorcijam Future and Emerging Technologies (FET-Open). “FET-OPEN projekts būtu pamatots, jo tas apsver pirmās kosmosa misijas laikā pārbaudāmās pirmās saites ar zemu darba funkciju piesaistes izgatavošanu un raksturošanu un deorbīta komplekta izstrādi, kuras pamatā ir šī tehnoloģija. Ja tas tiks finansēts, tas būs atspēriena punkts zemu darba spēju piesaistei kosmosā ”, secināja Sančezs Arriaga.
Šajā video Gonzalo Sanchez Arriaga skaidro, kā sistēma darbojas. Ja nerunājat spāniski, vienkārši ieslēdziet subtitrus.
