Або приклад справді ефективної (і ефектної) місії NASA — бомбардування невеликого астероїда кінетичною зброєю на надпотужній іонній тязі.
Побачив інформацію про плановану NASA наступного року місію DART і був вражений ступенем її практичної корисності, не кажучи вже за наукову складову. Ті яйцеголовики планують розігнати пів-тонни інертної маси і на відносній швидкості 6,6 км/с жахнути нею об невеличкий астероїд в намаганнях змінити його траєкторію.
- По-перше, це має бути видовищне дійство. Адже кінетична енергія зіткнення досягне майже 11 Гігаджоулів, що приблизно відповідає вибуху 2,5 тонн ТНТ. Як невеличкий тактичний ядерний заряд.
- По-друге, це здається буде перша спроба людини напряму вплинути на астродинаміку відчутно масивних тіл Сонячної Системи. І, якщо все справдиться, Брюс Вілліс може бути спокійним — його справа боїв з астероїдами буде в надійних руках.
- По-третє, на скільки я зрозумів, цей найпотужніший (на сьогодні) іонник працюватиме всю дорогу від Землі до братів-астероїдів Дідимос . Бо виліт наприкінці липня, а бомбардування призначене на кінець серпня. Тобто, увесь (чи майже увесь) свій шлях апарат пройде в умовах постійного прискорення. Цей досвід може знадобитися під час проектування пасажирської логістики Системою. Бо людей краще за все возити космосом в гравітації, а лінійна гравітація від прискорення значно приємніша за циркулярну, що в обертовому “бублику”
Наводжу адаптований виклад статті з UNIVERSE TODAY, яка в свою чергу спирається на першоджерело з NASA
Ракета з надпотужним іонним двигуном розбомбить астероїд — США навчаються рятувати Землю
Агенство NASA готує дослідницько-тренувальну місію прямого «бомбардування» невеликого астероїда в рамках програми вивчення можливості порятунку Землі від космічних катастроф у майбутньому.
Незважаючи на всепланетну боротьбу людства проти нового коронавірусу, і незважаючи на те, що ця боротьба займає вже більшу частину нашої уваги, інші смертельні загрози все ще існують. Реальна загроза можливого астероїдного удару по Землі наразі відійшла на задній план загальної уваги, але від того не стала меншою.
Хоча удар астероїда по нам прямо зараз вважається малоймовірним, це реальна загроза, яка може покінчити з людством раз і назавжди. Агенція NASA активно працює над своїми планами щодо захисту всіх нас від цієї загрози.
Місію NASA DART, або Double Asteroid Redirection Test (тест на перенаправлення пари астероїдів) планується розпочати 22 липня 2021 року. Це буде демонстраційна місія з вивчення використання кінетичного впливу для відхилення астероїда. Апарат місії попрямує до крихітної бінарної системи астероїдів під назвою Дідимос (або 65803 Didymos). Ця подвійна астероїдна система не становить ніякої, навіть потенційної загрози для Землі, тому і була вибрана в якості випробувального полігону.
Більший з пари астероїдів, якого звуть Дідимос А, має діаметр близько 780 метрів, тоді як менший — Дідимос В — всього 160 метрів. Планом випробувань передбачено розбити апарат DART, що рухатиметься із шаленою швидкістю об меншого з «братів» — Дидимос В, який за розмірами належить до того ж типу, що й більшість відомих астероїдів, які несуть потенційну загрозу Землі.
(Naidu et al., AIDA Workshop, 2016)
DARTу доведеться добряче попрацювати, аби дістатися до «братів» Дідимосів. Після запуску в липні 2021 року він досягне своєї мети 22 вересня, коли бінарний астероїд знаходитиметься приблизно за 11 мільйонів кілометрів від Землі (майже в 30 разів далі, ніж Місяць від Землі). А потрапити туди йому допоможе надпотужний іонний двигун під назвою NASA’s Evolutionary Xenon Thruster, ще відомий як NEXT-C.
Двигун оснащений двома основними компонентами: тяговий рушій і блок живлення (power processing unit, або PPU). Перед інтеграцією з ППУ тяговий рушій був випробуваний на вібрацію, термічну стійкість у вакуумі та тривалу працездатність. Він також піддавався імітації умов космічного польоту: сильній вібрації під час запуску та сильному холоду космосу.
(NASA / Бріджит Касуелл)
NEXT-C — потужний двигун. Та він не такий, як ракети, що створюють величезну стартову тягу, аби здолати тяжіння Землі. Він розрахований на роботу в космічному вакуумі, на відтинку траєкторії між навколоземною орбітою та метою подорожі. Серед своїх «колег», іонних двигунів, він вирізняється надзвичайною потужністю. NEXT-C приблизно втричі потужніший, ніж іонні двигуни типу NSTAR, які доправили в глибокий космос космічні апарати NASA: DAWN (місія до астероїдів Веста та Церера) і Deep Space One.
NEXT-C може працювати з електричною потужністю 6,9 кВт, яка створює тягу 236 міллі-Ньютонів. Цей двигун вже продемонстрував рекордний загальний тяговий імпульс серед всіх іонних двигунів: 17 МН*с. Його показник міри ефективності використання палива склав 4190 секунд, порівняно з 3120 у попередника, NSTAR.
Іонні двигуни не спалюють паливо, як звичайні ракети, хоча вони також використовують «пальне». Зазвичай робочим тілом таких двигунів є благородний газ ксенон, NEXT-C не є виключенням.
Іонний двигун NEXT-C працює за схемою з двома сітками. Газ ксенон подається в камеру, де він стикається з першою сіткою. Ця сітка заряджена позитивно. Коли молекули ксенону проходять крізь сітку, вони також заряджаються позитивно. Це викликає їх швидкий рух до другої або прискорювальної сітки, яка заряджена негативно. Набувши шаленого прискорення, ксенон виштовхується з двигуна, забезпечуючи реактивну тягу.
Коли DART досягне бінарного астероїда Дідимоса, він буде не на самоті. Італійська космічна агенція надає для місії свої мікросупутники LICIA (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids). LICIA — це шість так званих кубсатів*, які будуть відокремлені від головного апарату DART ще до удару по Дідимосу В. Вони мають зафіксувати і передати на Землю зображення самого удару та «сміття», що розлітатиметься довколишнім простором після зіткнення.
Космічний апарат DART під час зіткнення з астероїдом матиме швидкість приблизно 6,6 км/с і власну масу біля пів-тонни.
Очікується, що подібний ударний вплив змінить орбітальну швидкість Дідімоса В приблизно на півтора міліметра за секунду. Це змінить його період обертання на достатньо велику кількість, яку телескопи на поверхні Землі будуть здатні виявити. Науковці очікують, що це «бомбардування» астероїду залишить кратер на його поверхні діаметром близько 20 метрів.
Адаптація vdome.ua
Довідково
Кубсати, або CubeSat (англ. Cube Satelite) — тип малих супутників для космічних досліджень, з обсягом не більше 1000 см³, та не важче 1,33 кг. Зазвичай використовується електроніка та програмне забезпечення на основі готових комерційних продуктів, що суттєво здешевлює CubeSat, порівняно зі звичайними сателітами, для кожної серії яких розробляються унікальні програмні та технічні рішення.