При создании подобных конструкций часто невозможно провести
полноценную наземную отработку изделий: например, для отработки
раскрытия бескаркасных солнечных парусов необходимо обеспечить
микрогравитацию внутри большого вакуумированного объема в тече-
ние длительного времени. Поэтому большое значение имеет увели-
чение физической адекватности и точности расчетных моделей для
солнечных парусов — моделей прочности, тепловых моделей. Учет
большего числа разнообразных физических эффектов при расчетах
потенциально способен повысить вероятность успеха летных испыта-
ний солнечных парусов.
Цель настоящей работы — исследование феномена зависимости
оптических характеристик тонкопленочных материалов от механиче-
ских напряжений в них применительно к силе давления на солнечный
парус. Покажем сначала актуальность исследований в рамках работ
по солнечным парусам.
Краткий обзор современных исследований по солнечным па-
русам.
Приоритетом в области проведения экспериментов с солнеч-
ными парусами в космическом пространстве обладает Россия. Так, в
1993 г. на борту КА “Прогресс М-15” был успешно осуществлен кос-
мический эксперимент “Знамя-2”, разработанный в РКК “Энергия”, в
ходе которого была раскрыта бескаркасная тонкопленочная конструк-
ция, стабилизированная вращением [1]. В 1999 г. была предпринята
неудачная попытка эксперимента “Знамя-2.5” с солнечным парусом
большего размера — во время раскрытия полотно солнечного паруса
зацепилось за антенну. Работы по продолжению экспериментов “Зна-
мя” (“Знамя-3” и “Знамя-СБ”) продолжаются и сейчас [2, 3].
В 2010 г. японским космическим агентством (JAXA) в качестве ба-
лансировочного груза межпланетной станции Planet-C был запущен
космический аппарат IKAROS с бескаркасным солнечным парусом,
стабилизированным вращением [4]. В ходе эксперимента было отра-
ботано многоэтапное раскрытие солнечного паруса для последующего
использования такой технологии при создании автоматической меж-
планетной станции.
Следующий успешный эксперимент на космическом аппарате, в
ходе которого был раскрыт солнечный парус, был также проведен в
2010 г. на борту малого космического аппарата Nanosail-D2, разрабо-
танного по заказу НАСА [5]. В отличие от эксперимента “Знамя”, на
борту Nanosail-D2 был раскрыт каркасный солнечный парус. Помимо
раскрытия тонкопленочной конструкции, задачей эксперимента также
являлась отработка технологии сведения с орбиты малых космических
аппаратов: при начальной высоте перигея космического аппарата, рав-
ного 623 км, после раскрытия паруса аппарат сошел с орбиты за 240
дней [6].
62 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 3
