Une nouvelle étude de l'Université de Nottingham a exploré l'utilisation de systèmes de propulsion de vaisseau spatial sans carburant et comment ils pourraient être utilisés dans les futures missions spatiales.
L'article, «Modélisation et optimisation numérique des modèles de surface réfractive pour les voiles solaires transmissives», explore une nouvelle classe de systèmes de propulsion spatial sans carburant ultra-légers. Il est publié dans Astronautica Acta.
Les voiles solaires transmissives se dirigent vers le soleil seul, non pas en la reflétant, mais en la pliant à travers des modèles de réfraction microscopiques.
Les universitaires de la Faculté d'ingénierie et de l'équipe de recherche Nottspace à l'Université de Nottingham ont développé un nouveau cadre d'optimisation pour concevoir et évaluer ces modèles, réalisant un contrôle et une efficacité de propulsion considérablement améliorés. Cela contribue directement au développement de technologies durables et à faible impact pour les futures missions spatiales, réduisant la dépendance à l'égard du carburant à bord et permettant des opérations de longue durée dans l'espace profond.
Ce travail jette également la base technique d'applications plus ambitieuses telles que les interventions climatiques basées sur l'espace.
doctorat L'étudiant Samuel Thompson a déclaré à propos du projet: « Pour cet article, j'ai développé une simulation de tracer de rayons pour caractériser et optimiser les voiles solaires à motifs et réfractifs pour maximiser leur accélération et leur stabilité. Les optiques sont, dans l'ensemble, chaotiques et difficiles à résoudre analytiquement, donc j'ai également écrit un optimisation d'apprentissage de renforcement pour gérer les simulations et itérer sur les conceptions.
« L'attrait de cette approche était que l'algorithme pouvait être informé d'optimiser en fonction de tout critère; une telle voile pourrait être affinée pour des missions et des régimes de vol spécifiques, ou être rapidement repensé en réponse aux exigences en évolution de la mission.
« Pour mon projet de doctorat, j'ai utilisé ces voiles génératrices pour améliorer les conceptions de lecture (non métamatériale) plus élevées qui pourraient bientôt voir l'opération et pour informer la conception de notre propre prototype de voile solaire de Nottspace. Cette recherche vaut la peine d'être accélérée car ces voiles sont une solution de propulsion hautement durable, et même l'une des rares moyens économiquement viables de supprimer l'espace debris de Léon. »
Le Dr Cappelletti et le Dr Pushparaj de l'équipe de recherche de Nottspace, en collaboration avec l'Université technique de Munich, en Allemagne, et le KTH Royal Institute of Technology, en Suède, ont contribué à une feuille de route plus large pour un système de parterres de soleil planétaire, une idée dans le cadre des efforts mondiaux du géo-organine solaire. Le système Sunshade proposé pourrait aider à refléter ou diffuser le rayonnement solaire pour réduire les températures globales.
Récemment, le Dr Cappelletti de l'Université de Nottingham a également été invité à présenter ce concept lors d'un événement des Nations Unies sur l'innovation climatique, où elle a parlé du potentiel des parts de soleil planétaires à voile solaire dans le cadre des futures stratégies de résilience climatique.
L'équipe derrière cette recherche intègre également activement ces voiles transmissives dans leurs missions en interne CubeSat, notamment Wormsail (Astropharmacy Upload en collaboration avec School of Pharmacy) et Jamsail (GNSS Bouning Mappelload Mappel), les deux plates-formes 3U actuellement en cours de développement à l'Université de Nottingham.
