Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории и Академии ВВС США сообщили о создании ими нового устройства под названием "космический спидометр". Это небольшое и эффективное новое устройство специально разработано для измерения скорости космического аппарата во время его полета в космосе.
По сообщению его создателей, теоретически устройство может работать и на спутниках, находящихся на орбите вокруг других планет, а не только Земли. Потребность в таком устройстве становится все более актуальной, поскольку в последние годы количество спутников на орбите Земли растет в геометрической прогрессии.
Например, в 2019 году, по имеющимся оценкам, на околоземной орбите было 2287 спутников. К 2024 году их число уже превысило 10 000. В этих условиях управление движением искусственных спутников и устойчивость их орбиты являются важнейшими вопросами, поскольку низкая околоземная орбита становится все более перегруженной из-за увеличения числа запусков и появления группировок мегаспутников. Эта технология крайне необходима, поскольку в настоящее время большинство спутников используют наземные радары или GPS для отслеживания своего местоположения и скорости. Однако это может произойти только тогда, когда спутники пролетают над какой-либо наземной станцией, на что может уйти от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от траектории и параметров спутников.
Как отмечают специалисты в этой области, другая проблема заключается в том, что GPS может быть ненадежным во время солнечных бурь, именно тогда, когда больше всего нужно точное отслеживание, чтобы избежать столкновения с космическим мусором. Если спутники смогут измерять свою скорость в режиме реального времени, то они смогут лучше уклоняться от обломков и оставаться в большей безопасности. “Космический спидометр - это небольшой прибор, который может выполнять важнейшие измерения скорости космического аппарата на борту в режиме реального времени”, - сказал Карлос Мальдонадо из Лос-Аламосской группы космической науки и прикладных программ и главный исследователь проекта "космический спидометр". “Эти измерения необходимы для улучшения нашей способности точно прогнозировать местоположение спутников, чтобы мы могли выполнять маневры, избегая других активных спутников и обломков”, - уточняет он.
Чтобы объяснить, как работает такое устройство, команда из Лос-Аламосской группы космической науки и прикладных программ сравнила этот процесс с движением автомобиля во время сильного ливня: на лобовое стекло автомобиля (т.е. на переднюю часть) на высокой скорости падает много дождевых капель, в то время как сзади их меньше и они падают медленнее. В случае с "космическим спидометром" капли дождя будут представлять собой заряженные частицы (ионы и электроны), которые плавают в верхних слоях атмосферы Земли. Для измерения этих частиц "космический спидометр" оснащен двумя небольшими датчиками. Один датчик направлен вперед, а другой - в заднюю часть аппарата. Передний датчик, также известный как датчик “ram”, обнаруживает больше частиц и при более высоких энергиях. Задний датчик (датчик “следа”) обнаруживает меньше частиц и при более низкой энергии. Сравнивая разницу между ударами частиц спереди и сзади, космический аппарат может рассчитать свою скорость в режиме реального времени. Он также может измерять локальную космическую обстановку, например уровень заряда космического аппарата, что помогает избежать повреждения в результате накопления электричества. Он может работать без GPS, что делает его полезным в районах, где нет покрытия GPS, например, вблизи других планет или во время «критических проявлений космической погоды».
Как указывают исследователи, предлагаемая ими методика все еще находится в стадии изучения, хотя они и подали заявку на получение патента. Также неясно, когда и можно ли ожидать, что космические аппараты получат эту новую технологию.