Ученые из МАИ работают над созданием крупногабаритной космической антенны, которая позволяет получать на орбите Земли гладкую отражающую поверхность диаметром более 10 метров. В космос она выводится в сложенном компактном состоянии. Автор идеи и руководитель проекта — доцент кафедры «Проектирование и прочность авиационно-ракетных и космических изделий» МАИ, старший научный сотрудник Института прикладной механики РАН Сергей Русских.
Зачем в космосе зонтик?
В МАИ предложили новую схему космической антенны зонтичного типа. В настоящее время подобные системы имеют несколько видов применений. Они нужны для телекоммуникационных спутников, обеспечивающие подвижную и стационарную связь на Земле, доступ в интернет, ретрансляцию теле- и радиопрограмм. Отвечают такие антенны за специализированные виды связи — военного назначения, систем спасения, связь между различными космическими аппаратами. И, наконец, антенны необходимы для дистанционного зондирования Земли как в военных, так и в прикладных и научных целях.
Антенна состоит из радиальных стержней, поддерживаемых в необходимом положении тросовыми элементами, которую планируют запатентовать в ближайшее время. Сергей Русских занимался разработкой математических моделей и расчетами, в соавторстве опубликовав 10 научных работ в ведущих журналах. Разработкой уже заинтересовалось несколько предприятий.
Все пройдет гладко?
В отличие от ранее известных конструкций подобного типа, антенна будет не только развёртываться в космосе из сложенного компактного состояния в предварительное рабочее, но ещё и претерпевать процесс формоизменения за счёт необходимых деформаций радиальных стержней.
В существующих системах, как правило, отражающая поверхность представляет собой сетополотно, прикреплённое к каркасу. Оно обеспечивает выполнение заданной формы антенны только в точках крепления. Поэтому отражающая поверхность в традиционных конструкциях представляет ломанную линию, что ухудшает качество сигнала. Применение новой технологии снизит потери сигналов дальней космической связи, мониторинга земной поверхности, обеспечения спутниковой связи.
Новая схема предлагает использовать циклически симметричную зонтичную антенну, каркас которой состоит из гибких нерастяжимых радиальных стержней, связанных по параллелям растяжимыми тросами. Число стержней может быть любым — чем их больше, тем более гладкая поверхность сетополотна получается. В начальном транспортировочном состоянии многозвенные стержни уложены в компактные упаковки, которые удерживаются определёнными связями. Когда эта связь устраняется, стержни приходят в движение и решается задача развёртывания. Кроме того, особая схема обеспечивает медленное и плавное движение всех конструктивных элементов антенны и приведение её в рабочее положение без существенных ответных реакций на космический аппарат.
