Магнитный тормоз для неработающих аппаратов
Airbus разработала устройство Detumbler, которое пассивно снижает скорость вращения спутников после завершения их миссии. Технология должна уменьшить риск превращения неуправляемых аппаратов в опасный космический мусор и упростить их захват в рамках миссий по активному удалению обломков.
Ежегодно сотни спутников достигают конца срока службы. Большинство из них сводят с орбиты, однако некоторые аппараты выходят из строя внезапно или со временем начинают вращаться под действием небольших возмущений, например давления солнечного излучения. По данным источника, на орбите отслеживается более 36 500 объектов космического мусора, а цепные столкновения могут сделать отдельные орбиты низкой околоземной области непригодными для использования.
Как работает Detumbler
Внутри устройства находится намагниченный ротор, стремящийся сохранять ориентацию вдоль магнитного поля Земли. Когда спутник вращается, его проводящий корпус движется относительно ротора. В результате возникают вихревые токи, которые создают тормозящий момент и постепенно рассеивают кинетическую энергию вращения.
Detumbler не требует электропитания, вычислительных систем и работы исполнительных органов системы ориентации. По данным Airbus, устройство способно снижать угловой момент экспоненциально и за несколько месяцев приводить аппарат к устойчивому состоянию с очень низкой остаточной скоростью вращения. Оно рассчитано как на внезапные события — например, утечки, отказы двигательной установки и столкновения, — так и на медленное накопление момента из-за постоянных внешних возмущений.
Обычные вихревые токи в металлической конструкции спутника зависят от квадрата магнитного поля и потому дают слишком слабый эффект. В Detumbler используются постоянные магниты, благодаря чему тормозящий момент пропорционален самому магнитному полю. Это позволяет получить значительно более высокую эффективность при массе устройства около 200 г. Его можно устанавливать в разных местах спутника, за исключением зоны в непосредственной близости от магнитометра.
Требования ESA и применение
Программа космической безопасности ESA требует наличия средств увода из вращения для миссий на низкой околоземной орбите с аппаратами тяжелее 500 кг. Целевые показатели предусматривают снижение скорости вращения с 3 до 0,75 градуса в секунду менее чем за год. Detumbler, по данным Airbus, соответствует этим требованиям.
Устройство имеет уровень готовности TRL 8 и уже доступно в составе продукции Airbus Space Electronics. Оно совместимо с платформами массой примерно от 150 кг до 1,5 т: для меньших аппаратов стабилизация должна занимать недели, а для верхней границы диапазона — до года. Detumbler также прошёл испытания на воздействие вибраций при запуске и в условиях орбитальной эксплуатации.
Компания MDA Space выбрала Detumbler для первого заказа на спутники низкоорбитальной группировки MDA AURORA. После запуска группировки это, как утверждает Airbus, станет первым крупномасштабным коммерческим применением пассивной стабилизации спутников на орбите.
