Ионный двигатель аппарата DART будет использоваться для отклонения астероида
AstroNews.ru - 27 Марта 2020 02:00:32
Несмотря на нынешнюю борьбу человечества с новым коронавирусом и несмотря на то, что он занимает большую часть нашего внимания, другие угрозы все еще существуют. Самая реальная угроза - это возможность столкновения астероида с Землей. В настоящее время эта угроза занимает заднее сиденье, но она все еще в машине.
Хотя удар астероида сейчас кажется эфемерным, это реальная угроза, и та, которая, в отличие от коронавируса, может покончить с человечеством. Такие агентства, как НАСА и ЕКА, все еще работают над своими планами по защите нас от этой угрозы.
Миссия НАСА по испытанию перенаправления двойного астероида запланирована на 22 июля 2021 года. Это демонстрационная миссия по изучению использования кинетического удара для отклонения астероида. Аппарат направится к крошечной двойной системе астероидов под названием Didymos (или 65803 Didymos). Изначально эта двойная система астероидов не представляет угрозы для Земли.
Больший из этой пары называется Didymos A и имеет диаметр около 780 метров, в то время как меньший Didymos B, имеет диаметр всего около 160 метров. DART будет врезаться в Didymos B, близкому по размеру к типичному астероиду, который может угрожать Земле.
DART имеет много времени, чтобы долететь к Didymos. После запуска в июле 2021 года он достигнет своей цели 22 сентября. В это время двойной астероид будет находиться в пределах 11 миллионов км от Земли (почти 37 световых секунд). И чтобы попасть туда, он будет опираться на мощный ионный двигатель под названием Evolutionary Xenon Thruster-Commercial (NEXT-C) от НАСА.
Двигатель состоит из двух основных компонентов: двигателя и силовой установки (PPU). NEXT-C готовится к миссии с серией испытаний, как эксплуатационных, так и экологических. Двигатель прошел испытания на вибрацию, термический вакуум и эксплуатационные характеристики, а затем был интегрирован в ППУ. Он также подвергался моделированию условий космического полета: сильной вибрации во время запуска и сильного холода космоса.
NEXT-C - мощный двигатель. Это не ракета, которая требует огромной тяги, чтобы оторваться от гравитации Земли. Но с точки зрения ионных двигателей, это очень мощное устройство. Он примерно в три раза мощнее ионных двигателей NSTAR на космических кораблях НАСА DAWN и Deep Space One.
NEXT может дать мощность тяги 6,9 кВт и тягу 236 мН. Двигатель произвел наибольший суммарный импульс среди всех ионных двигателей: 17 МН · с.
У него также есть определенный импульс, который является мерой того, насколько эффективно он использует топливо, 4190 секунд по сравнению с 3120 NSTAR.
Ионные двигатели не сжигают топливо, как ракета, хотя они используют топливо. Как правило, пропеллентом является ксенон, как в NEXT-C. Ионный двигатель NEXT-C представляет собой систему с двумя решетками.
Ксенон подается в камеру, где он сталкивается с первой решеткой. Солнечные батареи обеспечивают двигатель электричеством, а первая сетка заряжена положительно. Когда ионы ксенона проходят через верхнюю сетку, они заряжаются положительно. Это притягивает их ко второй или ускоряющей сетке, которая заряжена отрицательно. Это выталкивает их из двигателя, обеспечивая тягу. Тяга равна силе между входящими ионами и решеткой ускорителя.
Когда аппарат достигнет бинарного астероида Didymos, у него появится компания. Итальянское космическое агентство предоставляет аппарат LICIA (Light Italian CubeSat для получения изображений астероидов) для этой миссии. LICIA - это 6 кубсатов, которые отделятся от DART до столкновения с Didymos B. Они будет делать снимки удара и обломков, выброшенных в результате столкновения, и передавать их обратно на Землю.
Ожидается, что удар изменит орбитальную скорость Didymos B примерно на полмиллиметра в секунду. Это изменит период его вращения на достаточно большую величину, чтобы наземные телескопы могли это обнаружить. Удар также оставит кратер на поверхности - предположительно около 20 метров в ширину.
Несмотря на то, что DART будет уничтожен при ударе, ЕКА планирует последующую миссию. Она будет называться Гера и её планируется запустить в 2024 году. Гера будет изучать не только влияние удара аппарата DART, но и будет иметь набор инструментов, чтобы узнать больше о бинарных астероидах и о внутренней части этого астероида.