Луну и астероиды помогут изучить левитирующие над поверхностью планетоходы
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) тестируют лёгкий планетоход, похожий на летающую тарелку. Но интересна в ней даже не её форма, а принцип передвижения.
Аппарат сможет перемещаться даже в разреженной атмосфере Луны, а также на космических объектах, лишённых атмосферы, таких как астероиды.
"Летающую тарелку" будет питать электрическое поле, которое создаётся естественным образом благодаря прямому воздействию Солнца и его плазмы на все объекты Солнечной системы.
Так, наше светило порождает электрический заряд, способный поднимать пыль на высоту более метра над поверхностью Луны (подобно тому, как электростатический эффект поднимает волосы). И эту энергию вполне можно использовать.
Инженеры из НАСА и других космических организаций недавно предложили создать глайдеры, которые бы "левитировали" над поверхностью небесных тел за счёт такого эффекта. Крылья космического аппарата предложили сделать из материала под названием майлар, который естественным образом сохраняет тот же заряд, что и поверхность "безвоздушных" космических тел.
Логика проста: одинаково заряженные поверхности будут отталкиваться друг от друга с силой, достаточной для того, чтобы такой ровер оторвался от поверхности того же астероида. Однако такая конструкция, вероятно, будет применяться лишь на небольших астероидах, поскольку более крупные астрономические объекты имеют и более сильную гравитацию, которая помешает свободному полёту такой "тарелки".
Инженеры MIT предложили способ обойти это ограничение. Для увеличения подъёмной силы будут использоваться небольшие ионные двигатели. Они будут испускать пучки ионов и таким образом увеличивать естественный заряд как поверхности, так и самого аппарата. Это поможет более тяжёлым "летающим тарелкам" противодействовать гравитации больших астероидов, таких как Психея, и Луны.
Питать миниатюрные ионные двигатели будет ионная жидкость (расплав соли при комнатной температуре). Через небольшие микроструктурные форсунки ионы жидкости будут выбрасываться во внешнее пространство при приложении напряжения.
С левитирующим вездеходом исследователям не придётся ломать голову над конструкцией колёс и прочих движущихся частей. Рельеф астероида также может быть сколь угодно неровным, но летающему планетоходу не будут страшны никакие препятствия, рассуждают авторы проекта.
В лабораторном эксперименте, где для создания электростатической силы использовалась ионная жидкость, исследовательская группа смогла заставить левитировать небольшой аппарат размером с ладонь и весом около 60 граммов.
"Такая ионная конструкция требует очень мало энергии для генерации большого напряжения, – говорит соавтор работы Пауло Лозано (Paulo Lozano) из MIT. – Требуемая мощность настолько мала, что это можно сделать почти бесплатно".
Собираясь в путешествие на Луну (или в другое место в космосе), пока приходится брать с собой как можно более лёгкий груз, ведь для транспортировки тяжестей необходимо больше топлива и, соответсвенно, больше средств для запуска космического аппарата.
Предлагаемый концепт планетохода будет получать большую часть своей энергии естественным образом, можно сказать "из воздуха".
Текущая работа доказывает, что левитация аппарата над поверхностью возможна. Исследователи говорят, что, для того чтобы поднять планетоход на приличную высоту, потребуется дальнейшее моделирование, но основные расчёты инженеров пока подтверждаются.
Пока эта простая модель размером с ладонь указывает на то, что небольшой планетоход весом около одного килограмма сможет достичь высоты одного сантиметра над поверхностью на большом астероиде, таком как Психея, с использованием 10-киловольтного ионного источника. Чтобы обеспечить такой же подъём аппарата на Луне, потребуется источник с напряжением 50 киловольт.
Новая разработка американских исследователей подробно описана в научной статье, опубликованной в издании Journal of Spacecraft and Rockets.
Ранее мы рассказывали, как с помощью акустической левитации учёные смогли подвесить в воздухе шарик для гольфа.
Кроме того, мы подробно писали о миссии "Хаябуса-2", в рамках которой на поверхность астероида впервые в истории удалось высадить исследовательские роверы.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".