Satelity letící k Marsu se dostanou na oběžnou dráhu v rekordním čase
Inženýři vyvinuli způsob, jak využít kloubové solární panely na satelitech mířících k Marsu jako prostředek automatického aerobrakingu.
Družice na vědeckých misích k Marsu obvykle míří na nízkou oběžnou dráhu, aby mohly provádět své operace. Čím nižší je oběžná dráha, tím více pohonných hmot je potřeba ke vstupu při příletu ze Země.
K úspoře pohonných hmot se používá technika zvaná aerobraking. Při této metodě se pro vstup na velkou oběžnou dráhu provede malý hnací manévr, družice pak provede mnoho průletů horními vrstvami atmosféry a pomocí odporu slunečních panelů postupně zmenšuje velikost oběžné dráhy, dokud se nedostane do správné výšky nad planetou. Tato technika obvykle trvá tři až šest měsíců a vyžaduje téměř nepřetržitý dohled pozemního týmu na Zemi.
Inženýři z univerzity Illinois v Urbana Champaign nyní vyvinuli způsob, jak pomocí kloubových solárních panelů řídit družici během této procedury, čímž se sníží počet potřebných průletů a potenciálně se ušetří pohonné hmoty a čas.
#Mars satellites could enter orbit in record time using automated solar panel braking https://t.co/zfQjuu05b6
— E&T Magazine (@EandTmagazine) January 21, 2022
Tým vyvinul algoritmus pracující v reálném čase, který funguje jako autopilot využívající informace z palubního navigačního systému kosmické lodi k určení úhlu natočení solárních panelů na základě aktuálních atmosférických podmínek.
Hlavním omezujícím faktorem během letu je teplota solárních panelů. Když družice naráží na molekuly v atmosféře Marsu, tření zahřívá panely, což by je mohlo poškodit.
„Schopnost řídit družici během každého průletu atmosférou nám umožňuje zajistit, abychom solární panely nepřehřáli a zároveň letěli mnohem blíže tepelnému limitu,“ řekl profesor Zach Putnam. „To je velké zlepšení. Místo tří až šesti měsíců aerobrakingu to může trvat jen pár týdnů.“
„Cesta k Marsu trvá zhruba mezi šesti a devíti měsíci. To nemůžeme nijak změnit, ale myslíme si, že můžeme zkrátit dobu potřebnou k aerobrake na nízkou oběžnou dráhu,“ vysvětlil Putnam. „A ušetřené pohonné hmoty na palubě můžeme využít k jiným účelům, například k delšímu udržení sondy při životě.“
Současná metoda aerobrakingu je také provozně náročná, pozemní tým pracuje 24 hodin denně po dobu přibližně šesti měsíců.