Ученые предложили сверхпроводящую пену для стыковки систем спутников
Стыковочную спутниковую систему из сверхпроводящей пены и магнита с дистанционным управлением предложила создать международная команда ученых, 16 мая сообщает пресс-служба Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН.
В системе, которую предложил коллектив, в который объединились ученые из Германии, Франции, Японии и России, в том числе исследователи КНЦ СО РАН, используются сверхпроводящие пены, что позволяет уменьшить ее вес, снять ограничения на размеры сверхпроводящих элементов и увеличить грузоподъемность спутников.
Кроме того, в случае использования такой системы можно быстро и просто, управляя магнитным полем, осуществлять стыковку и расстыковку спутников. Также она может быть использована для сбора космического мусора и защиты от метеоритов.
Сверхпроводящие магниты позволяют в течение миллисекунд включать сверхпроводящие элементы, создавая магнитное поле, и быстро отключать его, даже в космосе. Это упрощает процесс расстыковки, для осуществления которой достаточно «включить» сверхпроводимость, чтобы бесследно стереть все магнитные сигналы. Процесс стыковки упрощается за счет больших магнитных полей, создаваемых магнитом.
Участник команды Денис Гохфельд, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН рассказал:
«При соединении сверхпроводника с магнитом в сверхпроводящем материале происходят процессы, которые пассивно стабилизируют положение и ориентацию магнита, поэтому активное управление процессом стыковки не требуется. Это позволяет создать простую и эффективную систему стыковки с дистанционным управлением, подходящую под потребности миссии космического аппарата».
Создаваемое сверхпроводником магнитное поле определяется размерами сверхпроводника — больший размер обеспечивает большие возможности. Однако величина обыкновенных сверхпроводников для спутниковых систем ограничена. Кроме того, крупные образцы могут растрескаться, что приводит к потере свойств. При этом цена их велика, а обращаться с ними трудно.
Исследователи предложили заменить их пористыми сверхпроводящими материалами, в том числе пенами, которые для таких применений не имеют ограничений в размере и обладают стабильным, однородным и достаточно сильным магнитным полем, они во много раз легче обычных сверхпроводящих материалов, что особенно важно для космических аппаратов.
Гохфельд отметил, что устройства с использованием сверхпроводящей пены особенно удобны для применения в случае небольших спутников частных компаний, исследовательских институтов и университетов.
Результаты исследования предложенных систем ученые опубликовали в журнале IEEE Transactions on Applied Superconductivity.
