"Черный ящик" для искусственного спутника Земли

13 июня 2002 г.

Американская компания Aerospace Corporation ведет разработку "черного ящика" для спутников, который позволит собрать ценную информацию о процессе сгорания аппарата при входе в плотные слои атмосферы. Полученные таким образом данные помогут создать более безопасные для землян конструкции спутников, которые при падении на Землю будут сгорать без остатка.

Обычно искусственные спутники Земли входят в плотные слои атмосферы и сгорают в них вдалеке от густонаселенных районов или же над поверхностью океана. Однако так обстоит дело не всегда. В 1960 году большой кусок советского "Спутника 4" упал прямо на перекресток дорог в американском городе Манитовок, штат Висконсин. В июне 1969 г. множество мелких фрагментов спутника упало на палубу японского грузового судна. В 1978 году части конструкции советского "Космоса 954" оставили радиоактивный след в канадской провинции Северо-западные территории. Если вспомнить недавнюю историю, то в январе 1997 года огромный топливный бак ракеты "Дельта II" упал прямо во дворе жилого дома в Джорджтауне, штат Техас. Несколькими годами спустя точно такой же бак упал с неба в окрестностях Кейптауна, Южная Африка. И, наконец, в марте прошлого года титановый бак для сжатого газа с ракеты "Ариан" упал на дом в городе Касамбия, Уганда.

В настоящее время специалисты по эксплуатации спутников пытаются понять, каким образом относительно крупным фрагментам конструкции удается избежать полного сгорания при входе в плотные слои атмосферы. Для этого важно уяснить специфику процессов, происходящих с космическим кораблем во время его падения, и откорректировать математические модели, используемые при проектировании космических аппаратов.

Для этих целей последние пару лет эксперты американской компании Aerospace Corporation, расположенной в г. Эль-Сегундо, Калифорния, ведут разработку "черного ящика" для спутников, аналогичного бортовым самописцам, устанавливаемым на самолетах, и предназначенного для сбора информации о процессе сгорания спутника на финальной фазе полета. В перспективе анализ информации, полученной таким образом, позволит разработать конструктивные принципы, позволяющие спутникам сгорать в атмосфере без остатка, избавив землян от вечного риска.

Размером "черный ящик" напоминает книгу в мягком переплете, монтируется внутри спутника и защищается от высоких температур при падении в атмосфере с помощью собственного теплового экрана. Это позволит ящику остаться целым даже при полном сгорании спутника, на борту которого он был установлен. Прибору не требуется телеметрия, внешние датчики или устройства питания - все необходимое размещено в пределах корпуса. С помощью термовыключателя устройство, установленное на борту спутника или ступени ракеты-носителя, включится автоматически, когда температура превысит установленный порог.

Внутри "черного ящика" размещены датчики очень маленького размера, в том числе акселерометры и микросхема навигационной системы GPS, позволяющие записывать на носитель информацию о механических нагрузках и напряжениях, действующих на него при падении. Устройство отличается дешевизной, полной "самодостаточностью" и долговечностью. После фазы разогрева при прохождении на высокой скорости верхних слоев атмосферы у аппарата есть до столкновения с Землей от пяти до семи минут свободного падения, в течение которых он должен сбросить собранную информацию на один из спутников - по всей видимости, на спутник серии "Иридиум". Конструкция "черного ящика" запатентована.

В настоящее время стандарт безопасности НАСА предписывает учитывать возможность падения орбитального аппарата на Землю при его конструировании. Стандарт, в частности, ограничивает использование на борту тугоплавких материалов, таких, как титан, бериллий или нержавеющая сталь. Однако нормы следовало бы пересмотреть, поскольку, с одной стороны, даже детали из сверхпрочных материалов могут при падении рассыпаться на столь мелкие частицы, что они не будут представлять никакого вреда, а с другой стороны, даже плавящиеся при относительно низкой температуре металлы, такие, как алюминий, вполне могут долететь до Земли в виде огромных глыб. Многое зависит от формы и массы элементов конструкции.

Однако, по мнению разработчиков "черного ящика", выработка единых требований к конструкции космических аппаратов не предполагается ввиду значительных различий в их размерах и, в меньшей степени, в функциональном назначении. Политика НАСА и правительства США в этом смысле отличается гибкостью и предполагает лишь определение конкретных стандартов безопасности, методы достижения которых определяются самими разработчиками.

Другие новости за 13 июня 2002 г.

"Черный ящик" для искусственного спутника Земли

"Марсианский разведчик" полетит на ракете Atlas 3

На Землю еще не вернулись, но рекорд США уже есть

Астронавты Endeavour совершили второй выход в открытый космос

Японское планетное общество собирает автографы для отправки на астероид

Получены изображения малоизученного излучения Солнца

Рентген позволяет исследовать гравитационное поле нейтронной звезды