Исследователи швейцарского центра Empa и компании Beyond Gravity разработали прототип ракетного адаптера, который ослабляет передачу вибраций спутнику. О конструкции и первых испытаниях сообщила пресс-служба Empa.
Адаптер соединяет полезную нагрузку с ракетой-носителем и удерживает ее во время выведения. Такие конструкции делают из алюминия или углепластика; вместе с механизмом отделения они обеспечивают освобождение спутника на нужном этапе полета. При запуске через крепление передаются механические нагрузки, в том числе резкие толчки при срабатывании пиротехнических устройств.
Как изменить путь колебаний
Инженерам нужно совместить два требования: крепление должно быть легким и жестким, а чувствительная аппаратура — получать меньше вибраций. Эту задачу команда Empa и Beyond Gravity изучала в проекте ComfyPAS. Снижение нагрузок могло бы ослабить требования к прочности приборов и облегчить их конструкцию.
В основе решения лежит фононный кристалл — искусственная структура, которая препятствует распространению механических волн в определенном диапазоне частот. В более ранней работе ученые показали, что связь продольного движения элементов с их вращением позволяет управлять прохождением колебаний. При этом важна взаимная ориентация соединений между элементами.
В новом адаптере использовали алюминиевые кольца и соединяющие их части из углепластика. Направление углеродных волокон подобрали так, чтобы кольца могли слегка поворачиваться при продольных колебаниях. Вся конструкция работает как фононный кристалл, сохраняя необходимую жесткость. Компьютерное моделирование и испытания прототипа подтвердили подавление низкочастотных вибраций. Beyond Gravity подала патентную заявку. До применения в полете конструкцию еще предстоит доработать и оптимизировать; пока результат относится к модели и наземным испытаниям.
Ранее Наука Mail рассказывала о создании углепластиковых отражателей антенн для космоса и беспилотников.