Ключ к эффективному улучшению космических миссий
Исследователи из Иллинойсского университета завершили два проекта, целью которых было изучение возможности использования концепции многорежимной тяги для доставки космического корабля на Луну. Команда разработала методику проектирования оптимальных многорежимных перелётов и исследовала использование стандартного 12-юнитового кубсата для выполнения четырёх различных миссий.
Целью исследователей было изучить, как многорежимная двигательная система, которая объединяет как химический режим высокой тяги, так и электрический режим низкой тяги, может быть успешной в лунных миссиях. Авторы исследовали четыре реальных сценария миссий, предоставленных NASA, и разработали алгоритм для автоматического выбора, когда использовать высокую тягу, а когда — низкую, чтобы гарантировать оптимальную траекторию.
По словам аспиранта по аэрокосмической инженерии Брайана Клайна, «мы впервые продемонстрировали возможность использования многорежимного движения в лунных миссиях на базе кубсатов, имеющих отношение к NASA». Он также отметил, что многорежимная тяга имеет ряд преимуществ по сравнению с гибридными системами, включая экономию массы космического аппарата и расширение диапазона производительности.
Клайн и его коллеги разработали методику проектирования оптимальных многорежимных перелётов, которая может быть использована для решения различных проблем проектирования миссий. Они также показали, что метод работает в сценариях реальных миссий.
Исследование было опубликовано в журналах Journal of Spacecraft and Rockets и Acta Astronautica. По словам Клайна, «многорежимная тяга появляется, становится возможной и совершенствуется. Это новая технология, потому что она все еще разрабатывается с точки зрения аппаратного обеспечения. Она позволяет нам выполнять все виды миссий, которые мы не смогли бы выполнить без неё. И она совершенствуется, для определённых концепций миссии можно сделать больше с многорежимной тягой. Она предоставляет больше гибкости и адаптивности».
Исследователи планируют продолжить работу над многорежимной силовой установкой, как с точки зрения оборудования, так и с точки зрения проектирования миссии. Они разрабатывают инструменты и методы, чтобы взять эту технологию из того, что они тестируют в настоящий момент, и превратить её в реальную концепцию научной космической миссии на базе своей установки.
