Исследователи из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики и Пекинского технологического института предложили способ обойти ограничение, связанное с размерами ракетных обтекателей. Они разработали самоформирующийся разворачиваемый модуль, способный в полёте корректировать положение и габариты. Такая технология может упростить создание крупных конструкций на орбите.
Обычно для этого применяют сворачиваемые выносные балки из углеродного волокна. В сложенном виде они напоминают рулетку, а после выхода в невесомость распрямляются. Однако в реальных условиях такие элементы редко раскрываются идеально, и даже ошибка в несколько миллиметров при соединении нескольких модулей способна сорвать сборку.
Новая система состоит из трёх шестиугольных угловых блоков, соединённых углепластиковыми стержнями. В каждом блоке установлены катушка и двигатели малой тяги. Шаговый двигатель изменяет длину стержней, позволяя подгонять размеры конструкции и устранять отклонения с помощью контура обратной связи.
Для перемещения модуля используются двигатели холодного газа, объединённые с центральной системой управления. Они могут сдвигать конструкцию вперёд и назад, а также поворачивать её до совпадения с ориентацией цели. На последних сантиметрах соединение обеспечивают постоянные магниты, встроенные в угловые блоки.
Чтобы проверить работоспособность разработки, учёные провели эксперимент на гранитной плите с прецизионными воздушными подшипниками, имитировавшими условия воздушного хоккея. Камеры отслеживали положение блоков и передавали координаты алгоритму управления в реальном времени. Без такой коррекции производственные неточности и деформация углеродных стержней приводили к промаху магнитных фиксаторов, тогда как активное управление формой компенсировало ошибки длины балок и позиционирования более чем на 98%.
Для описания поведения системы исследователям пришлось объединить в одной математической модели жёсткие угловые элементы, гибкие углепластиковые стержни и изменение массы при расходовании топлива. Как сообщает Universe Today, работа рассматривается как первый шаг к автономной сборке крупных конструкций на орбите — от энергетических платформ до обсерваторий дальнего космоса.