Инженеры из швейцарской лаборатории Empa и компании Beyond Gravity предложили новый способ защитить спутники от ударных нагрузок при запуске. Вместо более тяжелых активных демпферов или обычных упругих прокладок они испытали адаптер полезной нагрузки на основе фононных кристаллов. Такие метаматериалы управляют распространением механических волн и могут блокировать или перенаправлять вибрации.
Во время старта спутник крепится к ракете через жесткий адаптер полезной нагрузки внутри головного обтекателя. Это нужно, чтобы аппарат не смещался, но такая жесткость хорошо передает продольные колебания от ракеты к корпусу спутника. Для чувствительных зеркал, тонких оптических элементов, электроники и научных приборов такие нагрузки остаются одним из ключевых рисков еще до начала миссии.
В новом прототипе резкие вертикальные импульсы переводятся в вращательное движение. Энергия уходит в подвижные алюминиевые кольца, после чего удар становится слабее и меньше нагружает внутренние системы аппарата. По сути, адаптер работает как космический амортизатор, но без сложного привода и без большой прибавки массы.
Практическая выгода может быть двойной. Если спутник получает меньше вибраций при старте, его конструкцию можно меньше усиливать только ради выживания на ракете. Освободившаяся масса может пойти на полезную нагрузку, запас топлива или снижение стоимости запуска. Кроме того, у инженеров появляется шанс отправлять более хрупкие инструменты, включая тонкую оптику и чувствительные квантовые датчики.
Технология пока не готова к установке на серийные миссии. По оценке авторов, система прошла компьютерное моделирование и лабораторные испытания и находится примерно на уровне TRL 4-5 по шкале готовности NASA. Beyond Gravity уже подала патентную заявку. Следующие этапы должны показать, выдержит ли фононный адаптер более жесткие испытания, близкие к реальному старту.
