В КНР разработан сеткомёт для борьбы с космическим мусором

174

Сеткомёт на испытаниях. Опытное устройство слева, отмечено овалом

Проблему космического мусора предлагается решать разными способами. В первую очередь, разрабатываются разнообразные специализированные космические аппараты-уборщики с особым оснащением. Недавно свой вариант «вооружения» для спутников предложили китайские специалисты. Они разработали и испытали оригинальный вариант устройства для сбора небольших фрагментов, пригодный для использования на разных платформах.

Разработано и испытано

Разработкой новой системы занимались специалисты Нанкинского, Шэньянского и Шанхайского университетов. Проект возглавил доцент Юэ Шуай из Нанкина. Отчёт о проведенной работе специалисты опубликовали в китайском научном журнале Acta Aeronautica et Astronautica Sinica. Недавно на эту публикацию обратили внимание китайские и зарубежные СМИ.

Целью нового проекта являлось создание устройства для захвата, транспортировки и свода с орбиты космического мусора. В перспективе такое изделие предлагается монтировать на специализированных спутниках-сборщиках и использовать для расчистки космического пространства.

Новое устройство представляет собой пусковую установку небольшого размера, стреляющую специальной сетью. Мягкий «боеприпас» из нитей должен охватывать и опутывать цель, а затем обеспечивать её буксировку и/или свод с орбиты. При всей простоте идеи, в конструкции пускового устройства-сеткомёта и метаемого снаряда пришлось предусмотреть несколько оригинальных решений.

В первую очередь, решалась проблема отдачи. Запуск сетки, несмотря на её небольшую массу, создаёт импульс, толкающий пусковое устройство и его носитель. Отдача может сбить космический аппарат с курса и помешать его нормальному функционированию и решению рабочих задач.

Китайские специалисты внедрили в конструкцию пускового устройства несколько элементов, призванных гасить отдачу. Кроме того, удалось практически исключить различные выбросы, вспышки и т.д. Все эти меры должны улучшить эксплуатационные и другие характеристики.

Представители трёх университетов разработали проект и построили опытное пусковое устройство. Оно прошло лабораторные испытания и подтвердило правильность основных технических решений. Кроме того, удалось найти оптимальную конфигурацию ключевых деталей.

Результаты проекта и экспериментов были опубликованы в рецензируемом журнале. Дальнейшая судьба этой разработки пока остаётся неизвестной. Вполне возможно, что она получит развитие — и в будущем найдёт применение на реальной космической технике.

Особенности конструкции

Авторы проекта опубликовали фотографии, сделанные в ходе лабораторных испытаний. Несмотря на плохое качество, можно понять основные особенности его конструкции. Кроме того, раскрыты оригинальные решения, за счёт которых обеспечены требуемые характеристики.

На фото показано устройство цилиндрической формы, включающее несколько основных компонентов. Это продолговатые детали круглого сечения разного размера с теми или иными функциями. В ходе испытаний его подвесили внутри цилиндрической рамы для оценки и измерения отдачи.

Пусковое устройство представляет собой однозарядный ствол. Возможен только один выстрел, после которого требуется перезарядка вручную. Подобная особенность не является критичной для опытного образца, который должен только показать работоспособность конструкции.

Для запуска сетки используется пороховой заряд. Метательное устройство-ствол построено по схеме патрона с отсечкой пороховых газов. Внутри него находится подвижный поршень, передающий давление газов снаряду, но блокирующий газы внутри и не позволяющий им выйти наружу. Такое решение сокращает отдачу, а также исключает выбросы в окружающее пространство.

Сетка помещена в контейнере небольшого размера. Контейнер разгоняется подвижным поршнем, выходит из ствола и раскрывается, выпуская сетку. Для компенсации отдачи, создаваемой контейнером, предложено оригинальное решение.

Вблизи дульного среза ствола находится кольцо-мембрана в виде усечённого конуса из упругого материала. При выходе из установки контейнер с сеткой взаимодействует с кольцом и заставляет его деформироваться. Часть энергии контейнера при этом передаётся мембране и корпусу пускового устройства. За счёт мембраны пусковое устройство получает импульс, направленный вперёд. Он полностью компенсирует отдачу, образованную движением контейнера с сеткой. Опыты показали, что оптимальной является коническая мембрана с углом между поверхностью и каналом ствола в 35°.

Выход контейнера с сеткой из ствола
Опытный образец, оснащённый мембраной оптимальной конструкции, в ходе испытаний показал почти полное отсутствие отдачи. При выстреле он сдвигался всего на 3,45 мм. К сожалению, размеры и масса сеткомёта и «боеприпаса» не сообщаются. Также неизвестны баллистические параметры. Поэтому нельзя понять, насколько эффективным оказалось новое устройство.

Сферы применения

Новая разработка трёх китайских университетов может найти применение в ракетно-космической отрасли и помочь в борьбе с космическим мусором. На основе этого проекта могут создаваться полноразмерные пусковые устройства для монтажа на космических аппаратах.

С помощью подобных устройств могут быть созданы специализированные спутники-уборщики. На борту такого аппарата должны присутствовать средства поиска цели и наведения на неё, а также двигатели для маневрирования, в т.ч. с активной сменой орбит. Спутник должен нести набор пусковых устройств одноразового действия — по одному на цель.

Подобный спутник сможет выходить на нужную орбиту и сближаться с назначенным объектом. Он должен будет наводиться на такую цель и выстреливать сетку. По всей видимости, фрагменты и обломки будут буксироваться и затем сводиться с орбиты вместе со спутником-уборщиком. Возможно, в будущем найдут и другие способы утилизации мусора без потери космического аппарата.

Главной особенностью нового сеткомёта является практически полное отсутствие отдачи. Импульс при выстреле не собьёт спутник-носитель с заданной орбиты, а возможные возмущения без труда будут компенсированы штатными маневровыми двигателями.

Зарубежная пресса обратила внимание на новую китайскую разработку, и некоторые издания отреагировали на неё характерным образом. Они стали рассматривать устройство для борьбы с космическим мусором как новый вид оружия. Высказываются опасения в том, что Китай получит дополнительное средство для повреждения или уничтожения чужих спутников.

В теории, сетка может использоваться и против работающих спутников на орбите. Однако целесообразность такого применения под вопросом. Сетка вряд ли сможет нанести космическому аппарату-цели значительные повреждения, а буксировка для свода с орбиты связана с известными трудностями.

В то же время, новое устройство, вероятно, может стрелять не только контейнером с сеткой. Место сетки может занять поражающий элемент по типу пули или снаряда. В таком случае аппарат-носитель получает возможность стрелять по своим целям и наносить им существенный урон без риска для себя.

В лабораторных условиях

Таким образом, китайские специалисты вновь предложили интересное решение для актуальной проблемы. Им удалось создать оригинальное пусковое устройство, а также улучшить основные его характеристики с учётом специфики применения в космосе.

Опытный образец стреляющего устройства с сеткой уже прошёл лабораторные испытания и показал требуемые параметры. Однако будущее этого проекта пока под вопросом. Станут ли развивать имеющийся сеткомёт и адаптировать к применению в космонавтике, пока неизвестно.