Electrostatic Space Tug


Вышла новая статья про уборку космического мусора в Journal of Guidance, Control, and Dynamics. В этот раз не про трос, а про “тяговый луч”.

На высоких орбитах, в частности на геостационарной орбите можно для буксировки пассивных объектов использовать электростатическое поле, зарядив сам буксир и буксируемый объект разными или одинаковыми по знаку зарядами. В зависимости от этого будет схема «тяни» или «толкай».

В первом случае, буксир создает силу тяги, направленную в сторону мусора, толкая его перед собой: медленно, но верно переводя на орбиту захоронения. Для геостационарной орбиты это орбиты, находящиеся на 200 км выше (спуск мусора к Земле получается слишком дорогим).

scheme_push.png

Если электрические заряды буксира и мусора разные по знаку, то буксир будет притягивать мусор, поэтому сила тяги буксира должна быть направлена от космического мусора.

scheme_pull.png

Идея использование электростатического поля для буксировки мусора запатентована (https://patents.justia.com/patent/8210480), правда в патенте речь идет о противоположных зарядах.

Для создания необходимого заряда космического мусора и самого буксира можно использовать электронные или ионные пушки, например электрореактивные двигатели — тяга в электрореактивных (ионных) двигателях как раз создается за счёт ионизированного газа, разгоняемого магнитным полем. Этот поток заряженных частиц можно исползовать для передачи заряда.

«Тяга», создаваемая электрическим полем невелика (десятки миллиньютонов), но достаточна для изменения орбиты космического мусора на высоких орбитах.

Статья посвящена вопросу устойчивого управления буксиром в процессе орбитальной транспортировки.

V. S. Aslanov, V. V. Yudintsev Motion Control of Space Tug During Debris Removal by a Coulomb Force. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2018, March 22, 2018. doi:10.2514/1.G003251

2018


© 2018. All rights reserved.