NASA выдала ранний грант NIAC на необычную идею для слежения за космическим мусором: строить большой радар прямо на орбите из электромагнитных метаматериалов. Проект предложил Дэвид Смит из Duke University.
Проблема в размере антенны. Наземная система Space Fence рассчитана на обнаружение объектов примерно от 10 см. Более мелкие фрагменты тоже опасны, потому что на орбите они могут лететь со скоростью около 17 000 миль в час. Чтобы видеть такие цели с большой дистанции, нужна антенна намного крупнее обычной раскрываемой конструкции, которую можно уместить под обтекатель ракеты.
Идея Смита обходит это ограничение сборкой в космосе. Вместо одной готовой антенны на орбиту выводят модульные блоки метаматериала. Каждый такой элемент может работать с радиоволнами как часть программируемой линзы или ячейка приемо-передающей системы, а вместе они складываются в гораздо более крупную структуру.
Вторая часть схемы связана с роботами NASA ARMADAS. Это Automated Reconfigurable Mission Adaptive Digital Assembly Systems, система для сборки крупных конструкций из геометрических блоков, которые называют вокселями. В этом проекте такими блоками должны стать ячейки метаматериала, способные отправлять и принимать радарные волны.
Технический плюс такой архитектуры в том, что форма антенны не обязана быть плоской или привязанной к механическому развороту. Метаматериалы можно спроектировать так, чтобы радар электронно просматривал разные участки неба без подвижных частей. Для космоса это важно: механика в вакууме и радиации стареет, а крупную жесткую конструкцию сложно разворачивать после запуска.
Пока это не готовая миссия, а фаза NIAC Phase I. На этом этапе проверяют, есть ли у идеи физический и инженерный смысл. Открытые вопросы серьезные: как ремонтировать ячейку после попадания микромусора, что будет при повреждении связей между вокселями и сколько роботов понадобится для сборки. Но сама концепция интересна тем, что соединяет орбитальную робототехнику, метаматериалы и задачу обнаружения опасного мусора меньше нынешних пределов.
