Вместо резиновых амортизаторов — фононные кристаллы: придумана неожиданная защита спутников при запуске ракеты
Вибрацию ракеты научились превращать во вращение
Швейцарские инженеры разработали необычный адаптер для крепления спутников к ракетам, способный значительно снизить вибрации во время старта. Вместо резиновых амортизаторов или сложных активных систем конструкция использует фононные кристаллы и преобразует опасные продольные удары во вращательное движение.
Во время запуска спутник жестко закреплен на адаптере внутри головного обтекателя. Такая схема надежно удерживает аппарат, но одновременно передает ему сильные вибрации от ракеты. Особенно опасны продольные колебания вдоль оси полета, которые могут повредить оптику, электронику, паяные соединения и чувствительное научное оборудование.
Решение предложили специалисты Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий Empa совместно с аэрокосмической компанией Beyond Gravity. В основе адаптера лежат фононные кристаллы — метаматериалы, способные управлять распространением механических волн подобно тому, как фотонные кристаллы управляют светом.
В отличие от обычных демпферов, прототип не поглощает вибрации напрямую. Резкие вертикальные импульсы заставляют вращаться систему подвижных алюминиевых колец, благодаря чему часть кинетической энергии уходит во вращение, а до спутника доходит уже значительно ослабленная нагрузка.
Если технология подтвердит свою эффективность, спутники можно будет проектировать с меньшим запасом прочности. Это позволит уменьшить массу конструкции, освободить место для дополнительного научного оборудования или снизить стоимость космических запусков. Особенно перспективным направление выглядит для аппаратов с высокоточной оптикой и квантовыми сенсорами.
Пока разработка находится на ранней стадии. Beyond Gravity уже подала патентную заявку, а адаптер успешно прошел компьютерное моделирование и лабораторные испытания. Его уровень технологической готовности оценивается в 4–5 по шкале TRL, поэтому впереди еще испытания в условиях, максимально приближенных к реальным запускам, и последующая сертификация.
