Солнечный парус помог LightSail-2 увеличить высоту орбиты

Спутник LightSail-2 успешно увеличил высоту апогея своей орбиты, используя давление света на солнечный парус, сообщается на сайте Планетарного общества. LightSail-2 стал вторым аппаратом после японского IKAROS, продемонстрировавшим управляемое маневрирование с помощью солнечного паруса.

Принцип работы солнечного паруса основан на давлении света. Поскольку фотоны, испускаемые Солнцем, имеют импульс, при столкновении с предметом они передают импульс ему. В условиях Земли сила такого взаимодействия крайне мала, однако при использовании большой отражающей поверхности аппарату, находящемуся в космическом пространстве, этого достаточно для изменения орбиты без использования топлива. Впервые идея использования солнечного паруса на космическом аппарате была предложена почти век назад, однако на практике разработчики экспериментальных аппаратов столкнулись с множеством проблем при проверке этой концепции. Подробнее об этом и истории исследования давления света можно узнать из нашего материала «На всех парусах».

Для американского некоммерческого Планетарного общества LightSail-2 — это уже третий аппарат для проверки концепции управляемого полета на космическом парусе. Первым на орбиту должен был отправиться созданный в НПО имени Лавочкина аппарат «Космос-1», но его запуск в 2005 году стал неудачным: из-за выключения первой ступени ракеты спутник упал в океан. В 2015 году в космос был запущен спутник LightSail-A, который затем успешно развернул солнечный парус. Однако спутник находился на такой высоте, что сила торможения об атмосферу превышала силу, с которой солнечный свет воздействовал на парус, поэтому его миссия заключалась лишь в проверке механизма развертывания, а не поднятии высоты орбиты.

LightSail-2, запущенный в июне 2019 года, предназначен для полноценной проверки этой технологии. 23 июля он успешно раскрыл солнечный парус, а 31 июля Планетарное общество объявило, что аппарату удалось поднять высоту апогея орбиты примерно на два километра. Для этого аппарат должен был периодически менять свою ориентацию, чтобы быть развернутым к Солнцу только в определенных сегментах своей орбиты:

Данные Командования воздушно-космической обороны Северной Америки (NORAD) подтверждают, что аппарату удалось поднять апогей своей орбиты со скоростью около километра в сутки, а также поменять ее наклонение и эксцентриситет. Но они также показывают, что спутник уменьшил высоту своего перигея:

Представители Планетарного общества объяснили снижение перигея взаимодействием с атмосферой. В течение следующего месяца аппарат будет увеличивать высоту апогея. В то же время он продолжит уменьшать высоту перигея до момента, когда сила взаимодействия с атмосферой станет выше тяги солнечного паруса.

Солнечный парус — не единственная технология, позволяющая космическим аппаратам двигаться и корректировать свою орбиту, не расходуя топливо. В прошлом году ESA испытало прямоточный ионный двигатель, использующий в качестве рабочего тела не запасенный газ, а воздух из окружающей атмосферы. Предполагается, что небольшие и легкие спутники с таким двигателем смогут практически неограниченно находиться на орбите с высотой около 200 километров. Помимо ESA прямоточный ионный двигатель разрабатывают специалисты МАИ и ЦАГИ.

Григорий Копиев