Рой спутников составит карту астероида

Ученые разрабатывают проект Meteroid Impact Detection for Exploration of Asteroids. Согласно ему, к одному из астероидов должны отправить целый рой спутников. Они составят его подробную карту, которая поможет понять, как часто происходят космические столкновения.

Рій супутників досліджуватиме астероїди
Рой спутников будет исследовать астероиды. Источник: phys.org

Рой спутников от NASA

Кажется, что каждый месяц появляется новая история об открытии нового астероида. Наблюдение за этими небольшими телами с помощью наземных и даже космических телескопов помогает проследить их общую траекторию. Но понять, из чего они сделаны, с помощью таких методов «дистанционного зондирования» гораздо сложнее.

Для этого многие проекты приближаются к самому астероиду, в том числе проект доктора Сигрид Эльшот и ее коллег из Стэнфорда, который был поддержан Институтом передовых концепций NASA еще в 2018 году. Он применяет передовой набор плазменных сенсоров для выявления состава поверхности астероида, используя уникальное явление — столкновение с метеоритами.

Проект, известный как Meteroid Impact Detection for Exploration of Asteroids (MIDEA), имеет архитектуру, которая в последнее время стала более заметной — рой малых спутников, координированных вокруг главного корабля. Упомянутые аппараты будут представлять собой плазменные датчики с одной конкретной целью: выявить характеристики шлейфа обломков от астероида после столкновения с ним метеороида.

Новая архитектура картографирования

Такие столкновения происходят чаще, чем можно было бы подумать. По подсчетам авторов, они могут сделать карту состава поверхности астероида с разрешением до 1 м примерно за 50 дней. И это после учета некоторого уменьшения количества обнаруженных астероидов из-за орбитальных ограничений и других соображений.

Как же будет работать эта архитектура? Во-первых, будет главный космический аппарат, изначально задуманный как CubeSat, весом около 50 кг. Он использовал бы стандартную для CubeSat силовую установку, например, ионный двигатель, чтобы добраться до астероида. Оказавшись там, он зависнет на высоте нескольких сотен метров над поверхностью и развернет серию небольших спутников-сенсоров.

Согласно расчетам в статье, эти спутники будут весить около 250 г, что позволит им использовать традиционные материалы, такие как жесткие печатные платы, а не гибкие, которые не имеют такой же проверенной истории полетов. На каждом из них будет размещен датчик, задача которого — быть направленным на астероид, независимо от того, где он находится на своей орбите.

Как будет работать рой спутников

Каждый спутник-сенсор также будет иметь технику контроля положения, которая называется контролируемой отражательной способностью. Спутник будет регулировать направление наведения датчика, приводя в действие отражающую поверхность, направленную к Солнцу или от него, и используя это отражающее давление для наведения себя в нужном направлении.

Серия таких датчиков необходима для того, чтобы зафиксировать любой шлейф от удара метеороида с как можно большего количества различных углов, что позволит датчикам собрать больше данных. Затем датчики будут передавать данные на центральный космический аппарат, который будет сопоставлять их и отправлять полный пакет на Землю. На Земле данные можно было бы проанализировать с помощью полетного масс-спектрометра, чтобы определить состав факела и, соответственно, часть поверхности, с которой он пришел.

Перспективы развития технологии

Хотя в теории это звучит относительно просто, на практике остается много вопросов, в частности, как управлять всеми различными спутниками на орбите вокруг одного астероида. Это включает в себя общий дизайн архитектуры, который мог бы помочь реализовать другие подсистемы.

Однако пока что эта разработка приостановлена, поскольку MIDEA еще не получила грант на вторую фазу от NIAC или финансирование из любого другого источника. Возможно, когда-нибудь тысячи астероидов, находящихся вблизи нас, станут мишенью для роев малых орбитальных аппаратов или для них самих.

По материалам phys.org