Создан новый метод планирования космических миссий с использованием мультимодальной тяги

Учёные из Иллинойсского университета успешно завершили два исследования, сосредоточенных на применении концепции многорежимной тяги для отправки кораблей на Луну. Команда разработала методы проектирования оптимальных многорежимных траекторий и оценила применение стандартного кубсата на 12 юнитов для реализации четырёх уникальных миссий.

Исследование было направлено на то, чтобы понять, как многорежимная двигательная система, совмещающая химический режим с высокой тягой и электрический режим с низкой тягой, может стать успешной в лунных проектах. Учёные рассмотрели четыре реальных миссионных сценария, предоставленных NASA, и создали алгоритм, автоматически определяющий, когда лучше использовать высокую либо низкую тягу для обеспечения оптимальной траектории.


Создан новый метод планирования космических миссий с использованием мультимодальной тяги
Источник: DALL-E

Согласно мнению аспиранта факультета аэрокосмической техники, Брайана Клайна, «наша команда впервые продемонстрировала возможность применения многорежимной тяги в лунных миссиях, связанных с кубсатами NASA». Он также отметил, что у многорежимной тяги есть значительные преимущества перед гибридными системами, в том числе экономия массы аппарата и увеличение диапазона производительности.

Клайн с коллегами предложили новую методику проектирования оптимальных многорежимных траекторий, подходящих для решения различных задач в проектировании миссий. Они также доказали эффективность этого метода в рамках реальных миссий.


Новая методика проектирования космических миссий с мультимодальной тягой
Траектория Земля–Марс с минимальными затратами топлива при использовании инерционного движения кубсата, в режимах малого и большого тяг. Источник: Acta Astronautica (2024). DOI: 10.1016/j.actaastro.2024.07.020

Итоги исследования опубликованы в журналах Journal of Spacecraft and Rockets и Acta Astronautica. Брайан Клайн отмечает, что «многорежимная тяга не только стала возможной, но и продолжает совершенствоваться. Это новая технология, открывающая возможности реализации миссий, которые ранее были недоступны. Она дарует нам большую свободу манёвра и повышает адаптивность.»

Учёные собираются продолжить развитие многорежимной силовой установки, как в аспекте аппаратного сопровождения, так и в проектировании миссий. Они создают инструменты и методики, чтобы перевести текущие тестовые разработки в реальную научную концепцию космических миссий, основываясь на их установке.

 

Источник: iXBT

Читайте также