Космические технологии: как заставить куб стоять на своей грани

В космосе не на что опереться, но при этом почти все спутники должны быть точно сориентированы на Землю или объекты наблюдения. Как они это делают? Один из способов — двигатели ориентации, но они не дают достаточно высокую точность и топливо со временем заканчивается. Альтернативный метод — использовать гироскопический эффект.

Распространено два вида устройств на основе этого явления: двигатели-маховики и гиродины, которые в англоязычной терминологии также называются гироскопами с управляющим моментом (CMG — control moment gyroscope). Гиродины представляют из себя массивный маховик, прикрепленный на подвесе к космическому аппарату. Раскрученный до тысяч оборотов в минуту такой волчок становится относительно устойчивой опорой для спутников и космических станций. На МКС, например, стоит четыре двухосевых CMG массой более 300 килограмм каждый.

Двигатель-маховик устроен немного проще, и в нем используются более легкие детали. Когда его колесо начинает вращаться, сам аппарат начинает поворачиваться в противоположную сторону. В случае резкого торможения импульс получается настолько сильный, что его можно использовать для перемещения объектов даже в условиях гравитации. Так работает робот Cubli созданный специалистами Цюрихского института динамических систем и теории управления: благодаря трем маховикам он может передвигаться, балансировать на своей грани или даже на одном из углов.