Спутник, приводимый в движение самым богатым природным ресурсом Земли? Да, это правда.
Cislunar Explorers, группа студентов Корнелльского университета под руководством Мейсона Пека, бывшего высокопоставленного сотрудника НАСА и доцента машиностроения и аэрокосмической техники, пытается смело отправиться туда, куда раньше не ступала ни одна команда CubeSat: вокруг Луны..
Мало того, что группа Пека пытается выйти на первую в истории лунную орбиту со спутником размером не больше коробки с хлопьями, сделанным полностью из готовых материалов, она делает это с помощью топлива, которое вы можете получить, просто включение крана.
«Это имеет очень важную цель - продемонстрировать, что вы можете использовать воду в качестве топлива», - сказал Пек, который работал главным технологом НАСА в 2012-2013 годах.
The Cislunar Explorers - cislunar означает «между Землей и Луной» - находятся на третьем этапе четырехэтапного наземного турнира Cube Quest Challenge, спонсируемого Программой Centennial Challenge Управления космических технологий НАСА.
Задача состоит в том, чтобы предложить в общей сложности 5,5 миллионов долларов командам, которые выполняют поставленные задачи: проектирование, создание и поставка годных к полетам малых спутников, способных выполнять передовые операции вблизи и за пределами Луны.
На данный момент группа Корнелла дважды финишировала в тройке лучших, в том числе заняла первое место в Ground Tournament 2 весной. В начале 2018 года три лучших финишера получат возможность прокатиться на ракете NASA Space Launch System (SLS) и принять участие либо в Deep Space Derby, либо в Lunar Derby. Команда Корнелла будет соревноваться в последнем, основное внимание в котором уделяется двигателям для малых космических кораблей и околоземной связи.
И хотя победа в соревновании является главной целью команды, она не единственная, сказал Пек.
«Конечно, мы хотели бы стать первым CubeSat, который выйдет на орбиту Луны, - сказал он, - но даже если мы этого не сделаем, если мы сможем успешно продемонстрировать, что вода - это все, что вам нужно для путешествия космос, мы прошли долгий путь к достижению некоторых важных целей."
Среди них: доказательство способности использовать ресурсы, доступные в космосе, и прекращение нашей зависимости от земных технологий для дальнейшего исследования космоса. Исследование «безмассового» космоса было целью Пека в течение многих лет.
Если все пойдет по плану, CubeSat Cislunar Explorers взлетит на борту ракеты SLS и где-то между Землей и Луной будет выброшен из грузового отсека.
Спутник на самом деле представляет собой две половинки в форме буквы «L», и они разделятся и постепенно отделятся друг от друга на несколько миль, обе на пути к атмосфере Луны. Спутники-близнецы будут вращаться на ходу, их вращение создает угловой момент - представьте себе волчок - который поможет им не сбиться с курса.
С помощью солнечной энергии вода, хранящаяся в резервуарах на дне буквы «L», электролизуется в газообразные водород и кислород, которые воспламеняются короткими вспышками с интервалом от 30 минут до часа, чтобы обеспечить движение. Прядение также отделит жидкую воду от горючих газов.
Когда корабль войдет в гравитационное притяжение Луны, он замедлится и выйдет на далекую околоземную орбиту, в конечном итоге снова соединившись с Луной через несколько дней. Именно во время этой второй встречи Пек и его команда планируют, чтобы спутник двигался достаточно медленно, чтобы его затянуло на лунную орбиту, примерно в 6 200 миль над поверхностью Луны.
В дополнение к двигательной установке на водной основе, другой ключевой технологией, которую команда должна продемонстрировать, является оптическая навигация, сказал руководитель проекта Кайл Дойл, докторант в области аэрокосмической техники.
По словам Дойла, камеры на борту корабля будут постоянно делать снимки Солнца, Земли и Луны и сравнивать их видимые размеры и расстояние между ними с их эфемеридами - где эти тела должны находиться в момент, когда были сделаны снимки.
«Используя довольно простую геометрию, космический корабль может сказать: «Хорошо, я должен быть здесь, потому что эти тела выглядят вот так», - сказал Дойл. «Это очень похоже на то, как древние исследователи использовали для навигации солнце и луну. Старое снова становится новым».
Конкурс должен завершиться через год после запуска SLS.