Компания NGC Aerospace завершила проект по заказу Европейского космического агентства (ESA), представив инновационный метод управления спутниками на сверхнизких околоземных орбитах (VLEO). Специалисты предложили не бороться с сопротивлением атмосферы, а превратить его в инструмент для ювелирного маневрирования космических аппаратов.
Сверхнизкие орбиты открывают перед инженерами широкие перспективы: сокращается задержка при передаче данных, а спутники дистанционного зондирования получают возможность делать снимки с гораздо более высоким разрешением. Однако за эти преимущества приходится платить высокой плотностью разреженной атмосферы, которая постоянно тормозит аппарат, заставляя расходовать ресурсы двигателей на частые коррекции курса.
В ходе реализации программы RAVELO (Robust Attitude and Orbit Control System for Very Low Earth Orbit) инженеры NGC Aerospace создали систему управления, которая превращает аэродинамическое сопротивление в рабочий инструмент. За счет использования специальных внешних элементов спутник может точно регулировать воздействие воздушного потока, что позволяет управлять ориентацией аппарата сразу по трем осям.
Новая архитектура успешно справляется с проблемой накопления момента вращения. В обычных условиях спутники вынуждены тратить топливо или задействовать магнитные системы для разгрузки реакционных колес. Система NGC Aerospace использует аэродинамический момент для автоматической стабилизации, что значительно снижает зависимость от традиционных исполнительных механизмов.
Параллельно ведется работа над интеграцией с электроракетными двигателями, способными использовать частицы разреженного газа в качестве рабочего тела. В перспективе такие двигатели смогут «собирать» атмосферный воздух на орбите и направлять его в электрический ускоритель, что позволит компенсировать естественные потери скорости без необходимости везти на борт огромные запасы топлива.
Программное обеспечение системы дополнено алгоритмами автономной навигации. Аппарат в реальном времени анализирует плотность атмосферы, учитывает положение Солнца и самостоятельно корректирует ориентацию относительно потока воздуха без участия операторов с Земли.
В ближайшее время компания планирует углубленную отработку аэродинамических моделей. Ожидается, что технология поможет значительно снизить массу спутников и повысить эффективность группировок, работающих на минимальных высотах.
