10.05.2008
Сверхпроводящие магниты могут помочь маневрировать большой флотилии космических кораблей и не тратить при этом драгоценное топливо. Новую технологию разработали ученые из MIT, правда, у них есть противники.
Для многих космических экспедиций, которые планируются в ближайшие десятилетия, понадобится не один космический корабль, а целая эскадра. Например, экспедиция НАСА «Terrestrial Planet Finder», нацеленная на поиск планет, похожих на Землю, которые вращаются вокруг далеких звезд, или «LISA - the Laser Interferometer Space Antenna», которая будет заниматься поиском гравитационных волн.
Для того, чтобы во время полета удерживать корабли в строю можно использовать двигатели реактивной системы управления. Однако они потребляют много топлива, каждая капля которого во время длительных полетов ценится на вес золота.
Сразу две группы ученых разработали технологию, которая предлагает заменить такие двигатели электромагнитами. Каждый корабль из флотилии будет снаряжен мощной катушкой со сверхпроводящими проводами. Бегущие в катушках электрические токи превратят каждый корабль в магнит с разными полюсами.
Подбирая ток, можно изменять ориентацию полюсов, так что корабли будут либо притягиваться друг к другу, либо отталкиваться, чтобы сохранять между ними нужную дистанцию.
Дэвид Миллер (David Miller) из MIT (Space Systems Laboratory in Cambridge, US) со своей группой проверил эту идею в лабораторных условиях.
С помощью магнитов ученым удалось управлять имитацией кораблей, удерживаемых в воздухе. Оснащенные сверхпроводящими катушками, корабли притягивались и отталкивались, и даже двигались рядом.
«Самое большое преимущество новой технологии в том, что можно не использовать драгоценных запасов топлива. Магнитные катушки работают на электричестве, которое можно производить с помощью солнечных батарей», - объясняет Миллер.
Правда, сверхпроводящие катушки необходимо содержать при низкой температуре в 77 Kельвинов (-196 °C).
У новой технологии есть очевидные недостатки. Во-первых, электромагнитные поля, производимые катушками, могут взаимодействовать с электроникой на борту корабля. Миллер считает, что магнитные поля будут не очень сильными, они могут быть даже слабее, чем естественное магнитное поле Земли. Для экранировки от магнитных полей можно использовать тонкий слой сплава из никеля и железа. Однако такая защита подойдет не в каждом случае. Завернув камеру в такую защитную оболочку, мы закроем свет. Закрыв радиоантенну, мы сделаем ее бесполезной. Миллер считает, что такие приборы можно защитить, поместив рядом с ними другие вторичные электромагнитные катушки и настроить их, чтобы локально нейтрализовать поле от больших катушек.
Во-вторых, естественное магнитное поле Земли может оказаться препятствием для новой идеи. Воздействуя на магниты, оно может приводить к вращению корабля. Свое решение предлагают японские ученые. Шин-ичиро Сакай (Shin-ichiro Sakai) из Японского космического агентства JAXA (the Japan Aerospace Exploration Agency) представил на конференции в Голландии свою идею. Чтобы исключить влияние магнитного поля Земли, он предлагает менять полярность магнитов несколько раз в минуту, таким образом нейтрализуя появления нежелательного вращения.
http://space.newscientist.com/article/dn13846-superconducting-magnets-help-spacecraft-stick-together.html
