Институт исследований Southwest Research Institute (SwRI) разработал и испытал систему обнаружения и идентификации микрометеороидов и орбитального мусора (MMOD), предназначенную для спутников и космических аппаратов. Система позволяет отслеживать столкновения с космическим мусором и предоставляет важные данные после столкновений, даже когда повреждения не очевидны.
Проблема космического мусора
Космический мусор вокруг Земли становится всё более серьёзной проблемой. Он образуется в результате взрывов коммерческих спутников, испытаний противоспутникового оружия и аварий. В зависимости от своего расположения мусор может оставаться на орбите годами, представляя угрозу для работающих космических аппаратов.
Особенности системы MMOD
Система MMOD может быть установлена на космический аппарат или интегрирована в его конструкцию. Она состоит из структурного элемента со встроенными датчиками, которые собирают данные для программного анализа. Эти данные позволяют определить детали столкновения, включая размер и объём частиц, вращающихся вокруг Земли. Система также может предупреждать космические аппараты о столкновениях.
«Большинство космических аппаратов переживают незначительные столкновения без поломок систем или уведомления операторов на Земле», — сказал учёный Института SwRI доктор Сидни Шохрон, возглавлявший разработку системы обнаружения и идентификации MMOD. «Наше устройство предназначено для отправки данных на Землю с важной информацией до того, как станет очевиден какой-либо ущерб, что также может повлиять на будущие конструкторские решения».
Тестирование системы
В SwRI использовали лёгкую газовую пушку, которая может воспроизвести условия космического вакуума и воздействия космического мусора, чтобы стрелять небольшими снарядами по панелям, оснащённым устройством обнаружения и идентификации MMOD. Результаты подробно описаны в недавнем исследовании под руководством Шохрона.
«Хотя не все аспекты космической среды можно воспроизвести, наши тесты создают реалистичные условия воздействия частиц», — сказал Шохрон. «Это помогает определить, могут ли конструкции выдерживать такие столкновения. Также это позволяет нам оценить эффективность системы обнаружения и идентификации MMOD, которая может определять, когда и где происходят столкновения, а также скорость и состав вовлечённого мусора».
Влияние на будущее космонавтики
Эти данные могут помочь NASA и отрасли разработать более устойчивые космические аппараты будущего. Хотя это не помогает существующим космическим аппаратам напрямую избегать столкновений, это может сыграть роль в системах раннего предупреждения. Если спутник обнаружит столкновение с мусором, он может предупредить другие спутники на той же орбите, чтобы они могли переместиться в сторону, если это возможно.
Теперь, когда система была успешно протестирована в полном масштабе, SwRI работает над получением финансирования для версии, готовой к полёту.
«В конечном счёте наша основная цель — составить карту и охарактеризовать поле MMOD вокруг Земли, чтобы лучше защитить будущие миссии», — сказал Шохрон. «Наша система обнаружения и идентификации MMOD — это шаг к лучшему пониманию и снижению этих рисков».
Исследование [опубликовано](https://asmedigitalcollection.asme.org/hvis/proceedings/HVIS2024/88728/V001T08A004/1218809) в журнале 2024 17th Hypervelocity Impact Symposium.
Предоставлено
[Southwest Research Institute](https://phys.org/partners/southwest-research-institute/)