Швейцарские инженеры предложили новый способ защитить спутники от ударных нагрузок и вибраций во время старта ракеты. Команда из Федеральной лаборатории материаловедения и технологий Empa и компании Beyond Gravity разработала прототип адаптера полезной нагрузки, который работает как механический амортизатор для аппарата внутри обтекателя.
Обычно спутник жестко крепится к ракете через адаптер полезной нагрузки. Такая схема надежно удерживает аппарат, но одновременно хорошо передает продольные вибрации, которые идут вдоль корпуса ракеты. Для тонких зеркал, оптических систем, пайки, датчиков и другой чувствительной аппаратуры это один из самых опасных этапов миссии: повреждение может произойти еще до выхода на орбиту.
В новой конструкции используются фононные кристаллы. Это метаматериалы, которые управляют механическими волнами примерно так же, как фотонные кристаллы управляют светом. Прототип перенаправляет резкий вертикальный удар в вращательное движение и передает энергию на подвижные алюминиевые кольца. После такого преобразования удар теряет часть силы, а нагрузка на внутренние системы спутника снижается.
Практический смысл разработки не только в том, чтобы сделать запуск безопаснее. Если адаптер действительно уменьшит вибрационную нагрузку, спутникам может потребоваться меньше конструкционного запаса прочности. Освободившаяся масса пригодится для полезной нагрузки, топлива или более сложных научных приборов. Особенно важным это может быть для тонкой оптики и чувствительных квантовых сенсоров, которые плохо переносят жесткую вибрационную среду старта.
До летного применения технологии еще далеко. По данным Universe Today, Beyond Gravity уже подала патентную заявку, а система прошла компьютерное моделирование и лабораторные стресс-испытания. Это соответствует примерно уровню готовности TRL 4-5, то есть прототип уже проверен в лаборатории, но еще не доказал работу в реальных условиях запуска.
