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普渡大學(xué)開發(fā)空間碎片清理拖曳帆 將幫助運載火箭組件脫離軌道

發(fā)布時間:2021-09-02 11:44:51來源:cnBeta

  普渡大學(xué)的工程師們開發(fā)了一種名為 Spinnaker3 的空間碎片清理拖曳帆,旨在加快高達 400 英里(645 公里)的空間垃圾的脫軌速度,使其在地球大氣層中安全燃燒。Spinnaker3 將在不久后在軌道高度約 200 英里(322 公里)的廢舊火箭助推器上進行測試。

  根據(jù)法律規(guī)定,美國發(fā)射的衛(wèi)星必須在停止運行的 25 年內(nèi)脫離軌道或送入“安全墓地”。做到這一點的標(biāo)準(zhǔn)方法是,航天器使用其推進器將其送入正確的棄置軌道。問題是,這種推進器系統(tǒng)和最后改變軌道所需的額外燃料增加了衛(wèi)星的質(zhì)量,增加了成本并降低了其能力。

  另一種方法是使用一種不需要推進劑和復(fù)雜管道的系統(tǒng)。這方面的一個例子是拖曳帆,它散開并被動地捕捉低地球軌道上非常脆弱的大氣層中的雜散分子,使飛行器的軌道衰減,直到它進入大氣層。

  研究人員之前已經(jīng)測試過類似的裝置,但 Spinnaker3 可以“揮舞”3 米長(10 英尺)的吊桿,展開 194 平方英尺(18 平方米)的閃亮的半透明氟化聚酰亞胺塑料帆。這個帆足夠大,不僅可以幫助衛(wèi)星脫軌,還可以幫助助推火箭末級從高達 400 英里的高度脫軌。

  Spinnaker3 計劃于 11 月搭乘 Firefly Aerospace 航空公司的 Alpha 火箭從加州范登堡空軍基地升空。它將是 Firefly Aerospace 組織的七個"專用研究和教育加速器任務(wù)"(DREAM)學(xué)術(shù)和教育有效載荷之一。一旦進入軌道,Spinnaker3 將被用來從大約 200 英里高的地方使 Alpha 的上級脫軌,只需 15 天,而不是在沒有輔助的情況下估計需要 25 天。

  Spinnaker3 是在美國國家航空航天局第一階段小企業(yè)創(chuàng)新研究獎下,在普渡大學(xué)太空飛行項目實驗室的 18 名學(xué)生和研究生以及教職員工的幫助下,與初創(chuàng)公司 Vestigo Aerospace LLC 一起開發(fā)的。普渡大學(xué)在今年早些時候完成了地面測試,而加州理工大學(xué)提供了航空電子設(shè)備和成像系統(tǒng),這些系統(tǒng)將從太空發(fā)回帆的照片。

  普渡大學(xué)航空學(xué)和宇航學(xué)博士候選人 Arly Black 說:“很多東西都可以在大約一百年內(nèi)自行脫軌,但這對我們沒有任何好處,”他為 Spinnaker3 進行系統(tǒng)測試和性能分析。“我們想用拖曳帆來加快脫軌的速度。考慮到 11 月的預(yù)測大氣條件,F(xiàn)irefly Aerospace 航天公司的運載火箭可以在 25 天內(nèi)自行在約 200 英里的低空脫軌。使用 Spinnaker3,脫軌過程可以縮短到 15 天。”
  (邯鄲小程序開發(fā)

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