Шанхайская академия космических технологий отчиталась о начале ранее незаявленного эксперимента. На недавно запущенной ракете «Чанчжэн-2D» китайские инженеры разместили тестовое устройство для ускоренного сведения с орбиты космического мусора — своеобразный тормозной парашют, или парус.
Чаще всего концепцию «космического паруса» подразумевают для использования давления солнечного света — так называемый солнечный парус. Однако в окрестностях планет с атмосферой подобные устройства, причем гораздо меньшего размера, могут быть чрезвычайно эффективны для изменения высоты орбиты космического аппарата. И не только для ее снижения — теоретически поставленный под углом такой парус способен создать достаточное усилие для изменения наклонения орбиты или ее эксцентриситета (если на разных участках траектории угол меняется). На изображении — концепт спутника с солнечным парусом / © NASA
В рамках 60-го полета «Чанчжэн-2D» (CZ-2D) на орбиту высотой около 500 километров 23 июня были выведены три спутника серии «Яогань-35» (вторая группа). Их назначение официально описывается как аппараты для «проведения экспериментов, выполнения разведки земных ресурсов, оценки сельскохозяйственных посевов и задач по снижению негативных последствий природных бедствий». Иными словами, это аппараты дистанционного зондирования Земли. По косвенным данным, спутники подсерий A и B — оптические разведывательные аппараты, а подсерии C — радарные.
Через пару недель после успешного запуска выяснилось, что миссия несла дополнительную полезную нагрузку. Как пишет портал Space.com со ссылкой на Шанхайскую академию космических технологий (SAST), через день после отделения аппаратов «Яогань-35» началось развертывание тормозного парашюта. Он размещен на адаптере полезной нагрузки и представляет собой несколько лепестков фольги на телескопических направляющих. Общая площадь паруса — около 25 квадратных метров.
По расчетам инженеров миссии, устройство должно привести к тому, что конструкция общей массой порядка 300 килограммов войдет в плотные слои атмосферы за два года. В качестве контрольного объекта для эксперимента используют верхнюю ступень CZ-2D — ее траектория по окончании работы не слишком отличается от таковой адаптера полезной нагрузки. А последний за счет наличия паруса должен терять высоту гораздо быстрее и провести в космосе не обычные пять-десять лет для орбиты такой высоты, а сильно меньше.
Для любителей космонавтики существует легкий способ следить за ходом эксперимента. Адаптер полезной нагрузки, на котором раскрыт парус, и вторая ступень ракеты отслеживаются средствами наземного контроля отдельно. Их международные идентификаторы (COSPAR ID) — 2022-068E и 2022-068D соответственно. Сейчас орбитальные параметры обоих объектов примерно одинаковы (486 на 496 километров и наклонением в 35 градусов), но за столь короткий промежуток времени заметной разницы появиться и не могло. А вот уже через полгода высота 2022-068E должна стать ниже на несколько километров.
В последующие месяцы снижение будет ускоряться, пока объект не достигнет высоты в 170-200 километров. Срок дальнейшего существования адаптера полезной нагрузки будет измеряться днями, максимум — неделями.
Отметим, что это далеко не первый эксперимент по ускоренному сведению рукотворных объектов с орбиты за счет увеличения площади поверхности аппарата. Земная атмосфера простирается гораздо выше условной границы космоса — линии Кармана. Она крайне разрежена, но все равно влияет на любые вращающиеся вокруг планеты тела. Степень этого влияния напрямую зависит от площади поверхности объекта и его плотности.
Например, Международная космическая станция на каждом витке орбиты при заходе в тень Земли поворачивает свои гигантские солнечные панели параллельно курсу, чтобы снизить торможение об атмосферу. И все равно снижается примерно на 90 метров каждый день, что приводит к обязательным коррекциям орбиты раз в несколько месяцев.
Из всех способов очистки околоземного пространства от рукотворного мусора наиболее предпочтительными выглядят механизмы увеличения площади поверхности космических аппаратов. В большинстве случаев это дешево (как по массе, так и по стоимости реализации), просто и надежно, а также не требует от спутника обязательной работоспособности для функционирования.
