Zespół z Centrum Badawczego Langley NASA oraz partnerzy z Centrum Badawczego im. Amesa, Nano Avionics i Laboratorium Systemów Robotycznych Uniwersytetu Santa Clara opracowują misję dla Zaawansowanego Systemu Kompozytowego Żagla Słonecznego (ACS3). To rozkładany, lekki system z kompozytowego wysięgnika i żagla słonecznego, w którym po raz pierwszy kompozytowy wysięgnik jest wykorzystywany w żaglach słonecznych na torze.
System jest zasilany energią słoneczną i może zastąpić paliwa rakietowe oraz elektryczne systemy napędowe. Wykorzystanie energii słonecznej oferuje rozwiązania, które mogą być niedostępne w przypadku konstrukcji statków kosmicznych.
Kompozytowy wysięgnik jest rozkładany przez 12-jednostkowy (12U) CubeSat, ekonomiczny nanosatelita o wymiarach zaledwie 23 cm x 34 cm. W porównaniu z tradycyjnym, rozkładanym metalowym wysięgnikiem, wysięgnik ACS3 jest o 75% lżejszy, a odkształcenia termiczne po podgrzaniu są zmniejszone 100-krotnie.
Po wylądowaniu w kosmosie CubeSat szybko rozłoży panel słoneczny i kompozytowy wysięgnik, co zajmie zaledwie 20–30 minut. Kwadratowy żagiel wykonany jest z elastycznego materiału polimerowego wzmocnionego włóknem węglowym i ma około 9 metrów długości z każdej strony. Ten materiał kompozytowy idealnie nadaje się do tego typu zadań, ponieważ można go zwinąć w celu kompaktowego przechowywania, zachowując jednocześnie wytrzymałość i odporność na zginanie i odkształcanie pod wpływem zmian temperatury. Kamera pokładowa zarejestruje kształt i ustawienie rozłożonego żagla w celu oceny.
Technologię opracowaną dla kompozytowego wysięgnika na potrzeby misji ACS3 można rozszerzyć na przyszłe misje żagli słonecznych o powierzchni 500 metrów kwadratowych. Naukowcy pracują obecnie nad stworzeniem żagli słonecznych o powierzchni sięgającej 2000 metrów kwadratowych.
Celem misji jest m.in. skuteczne złożenie żagli i rozłożenie kompozytowych wysięgników na niskiej orbicie, co umożliwi ocenę kształtu i skuteczności konstrukcji żagli, a także zebranie danych na temat działania żagli, które pozwolą na uzyskanie informacji niezbędnych do opracowania większych systemów w przyszłości.
Naukowcy mają nadzieję, że dane z misji ACS3 posłużą do zaprojektowania przyszłych systemów, które mogą być wykorzystywane do komunikacji podczas załogowych misji eksploracyjnych, satelitów wczesnego ostrzegania o pogodzie kosmicznej i misji rozpoznawczych asteroid.
Czas publikacji: 13 lipca 2021 r.
