Луну будет изучать «Летающая тарелка»

Ученые уже опробовали подобный механизм в лаборатории на Земле. Он сможет летать с помощью силы электростатического отталкивания.

Хотя мы обычно думаем о летающих тарелках как о кораблях, используемых инопланетянами в научно-фантастических фильмах, ученые Массачусетского технологического института (MIT) теперь предлагают использовать одну из своих разработок для исследования Луны. Как уверяют разработчики, этот аппарат способен парить над лунной поверхностью за счет силы электростатического отталкивания.

На Луне отсутствует защитная атмосфера, поэтому ее поверхность подвергается воздействию космической плазмы и ультрафиолетовых лучей Солнца напрямую. Это приводит к тому, что ее грунт становится положительно заряженным, причем достаточно для того, чтобы лунная пыль поднималась на высоту до одного метра над поверхностью – такой же эффект проявляется, когда статически заряженная расческа притягивает к себе волосы.

Ранее исследователи уже предлагали использовать это явление в космическом планере, который мог бы изучать поверхность безатмосферных объектов. Предполагалось, что если бы крылья планера были бы покрыты таким материалом как майлар, то положительно заряженная поверхность Луны и планер отталкивались бы от друга, заставляя аппарат левитировать.

По словам разработчиков из MIT, хотя такая установка смогла бы работать на небольших астероидах, сила тяжести на более крупных небесных телах, таких как Луна, все равно утянет планер вниз. Поэтому для земного спутника больше подходит аппарат, похожий на летающую тарелку.

Беспилотный аппарат сможет увеличивать силу электростатического отталкивания, испуская пучки отрицательно заряженных ионов наружу и придавая самому себе положительный заряд, одновременно испуская положительно заряженные ионы вниз на поверхность Луны, увеличивая ее положительный заряд.

Эти ионы будут выдаваться соплами на направленных вверх и вниз миниатюрных ионных двигателях, которые смогут подавать напряжение на ионную жидкость (расплавленную соль), поступающую из подключенного бортового резервуара. Такие двигатели уже используются для маневрирования малых спутников в космическом пространстве.

В ходе эксперимента по проверке правильности концепции 60-граммовый прототип такого аппарата размером с человеческую ладонь был подвешен на пружинах над алюминиевой поверхностью в вакуумной камере, чтобы имитировать безвоздушную поверхность Луны с низкой гравитацией. Он был оборудован одним ионным двигателем, направленным вверх, и четырьмя двигателями, обращенными вниз. Горизонтальный вольфрамовый стержень, расположенный над аппаратом, использовался для измерения силы, создаваемой двигателями.

Схема эксперимента

После экспериментов с различными напряжениями было определено, что для поднятия аппарата весом чуть менее килограмма примерно на сантиметр над поверхностью Луны потребуется относительно небольшой источник энергии. Для того, чтобы заставить летать более крупный аппарат, потребуется больше энергии, хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, насколько хорошо сила электростатического отталкивания будет действовать на больших высотах.

Тем не менее, эта технология действительно перспективна для практического применения — особенно на небольших астероидах с очень низкой гравитацией, отмечают ученые. 

«С левитирующим аппаратом вам не нужно беспокоиться о колесах или движущихся частях. Рельеф астероида может быть совершенно неровным, но до тех пор, пока у вас есть управляемый механизм, удерживающий ваш аппарат над поверхностью, вы можете перемещаться по пересеченной, неизведанной местности, без необходимости физически обходить препятствия», — заключает руководитель исследования Пауло Лозано.