Хотя мы обычно думаем о летающих тарелках как о кораблях, используемых инопланетянами в научно-фантастических фильмах, ученые Массачусетского технологического института теперь предлагают использовать одну из своих разработок для исследования Луны. Летательный аппарат будет парить над лунной поверхностью за счет силы электростатического отталкивания.
Из-за того, что на Луне отсутствует защитная атмосфера, ее поверхность напрямую подвергается воздействию космической плазмы и ультрафиолетовых лучей Солнца. Это приводит к тому, что она становится положительно заряженной, и этого достаточно для того, чтобы лунная пыль поднималась и парила (левитировала) на высоте до 1 метра над грунтом - это тот же эффект, который заставляет наши волосы встать дыбом при статическом заряде.
Ранее исследователи предлагали использовать это явление в выводимом космическим кораблем планере, который будет исследовать поверхность безвоздушных небесных объектов, таких как Луна. Предполагалось, что если крылья сделаны из положительно заряженного материала, такого как майлар, то планер и положительно заряженная поверхность Луны будут отталкиваться друг от друга, заставляя планер левитировать.
По словам команды Массачусетского технологического института, хотя такая установка может работать на небольших астероидах, сила тяжести на более крупных небесных телах, таких как Луна, все равно будет тянуть планер вниз. Вот где пригодится ровер, похожий на летающую тарелку.
Беспилотный аппарат будет увеличивать силу электростатического отталкивания, испуская пучки отрицательно заряженных ионов наружу – придавая самому роверу положительный заряд – и испуская положительно заряженные ионы вниз на поверхность Луны, увеличивая существующий положительный заряд.
Эти ионы будут выдаваться соплами на направленных вверх и вниз миниатюрных ионных двигателях, в которых будет применяться напряжение к ионной жидкости (расплавленной соли), поступающей из подключенного бортового резервуара. Такие двигатели уже используются для маневрирования малых спутников в космическом пространстве.
Схема аппарата для испытаний. Фото: MIT.
В ходе эксперимента по проверке правильности концепции, 60-граммовый модельный ровер «размером с ладонь человека» был подвешен на пружинах над алюминиевой поверхностью в вакуумной камере, чтобы имитировать безвоздушную поверхность Луны с низкой гравитацией. Он был оборудован одним ионным двигателем, направленным вверх, и четырьмя двигателями, обращенными вниз. Горизонтальный вольфрамовый стержень, расположенный над ровером, использовался для измерения силы, создаваемой двигателями.
После экспериментов с различными напряжениями было определено, что для поднятия ровера массой 907 г примерно на 1 см над лунной поверхностью потребуется относительно небольшой источник энергии. Для того, чтобы левитировать более крупный аппарат повыше, очевидно, потребуется больше энергии, хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, насколько хорошо сила электростатического отталкивания будет действовать на больших высотах. Тем не менее, эта технология действительно перспективна для практического применения - особенно на небольших астероидах с очень низкой гравитацией.
«С левитирующим ровером вам не нужно беспокоиться о колесах или движущихся частях», - говорит профессор Пауло Лозано, который руководит исследованием вместе с аспирантом Оливером Джиа-Ричардсом. «Рельеф астероида может быть совершенно неровным, и до тех пор, пока у вас есть управляемый механизм, удерживающий ваш ровер в воздушном плавании, вы можете перемещаться по очень пересеченной, неизведанной местности, без необходимости физически уворачиваться от астероида».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Journal of Spacecraft and Rockets.
Источник: MIT.
