В России разработали маневровые двигатели для сверхмалых космических аппаратов. Они могут выводиться в составе облака спутников и выстраиваться в различные конфигурации, создавать сети для улавливания космических частиц или фазированные антенные решетки для приема и передачи сигналов. Такое облако рассматривается как вариант носителя полезной нагрузки для экспедиции за пределы Солнечной системы.

Как управлять микроспутниками

Ученые в Рязанском государственном радиотехническом университете (РГРТУ) имени В.Ф. Уткина предложили конструкцию маневровых двигателей для сверхмалых космических аппаратов — устройств, которые квалифицируются как пикоспутники (весом от 100 г до 1 кг), фемтоспутники (менее 100 г) и аттоспутники (менее 10 г). На эту разработку в 2024 году получено свидетельство Роспатента о регистрации в качестве полезной модели.

Актуальность конструкторской задачи в том, что сверхмалые аппараты способны выполнять различные вспомогательные функции. Например, помогать более крупным техническим системам производить в космосе ориентацию, стыковку или причаливание. Также с их помощью инженеры смогут удаленно разворачивать, трансформировать и видоизменять конструкции — например, управлять солнечными парусами.

Кроме того, такие крошечные устройства могут объединяться в различные эффективные конфигурации. В частности, в конструкторской среде рассматривается облако микроспутников как перспективная структура для экспедиции за пределы Солнечной системы. Помимо этого, из них можно выстраивать сети для улавливания частиц или фазированные антенные решетки для приема и передачи электромагнитных волн.

Мы уже привыкли к кубсатам — спутникам массой до 10 кг. Однако техника развивается, и для решения ряда космических задач требуются всё более миниатюрные устройства. Наша разработка даст таким аппаратам возможность маневрировать с высокой точностью, — рассказал «Известиям» автор изобретения, ведущий инженер по научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе РГРТУ Владимир Линьков.

По его словам, двигатели для сверхмалых спутников представляют собой матричную структуру из крошечных ячеек, в каждой из которых размещено по несколько зарядов твердого топлива. Они отличаются друг от друга по размеру и энергетике.

В действие их приведут с помощью команд в виде двоичного кода, направленных из Центра управления полетами или программы, заложенной в бортовой компьютер. Реактивная тяга, которая возникает при этом, будет зависеть от того, какой величины заряд активировался. Благодаря этому возможно регулировать направление, скорость и дальность перемещения спутника.

Концепция цифровых двигателей

По замыслу изобретателя, такие ячейки могут находиться в различных частях спутника и даже полностью покрывать его поверхность.