Jak można precyzyjnie sterować małymi satelitami? Z pomocą przyszła biologia. Naśladując występujące w przyrodzie rzęski być może już niedługo będzie można dokładnie manewrować niewielkimi urządzeniami w przestrzeni kosmicznej.

Nowa technologia została zainspirowana biologią. Naukowcy podpatrzyli w przyrodzie małe włoski (rzęski) wyścielające tchawicę i utrzymujące ją wolną od śluzu. Swoiste grządki tysięcy pulsujących rzęsek mogą zapewnić precyzyjną metodę sterowania małymi satelitami do stacji dokujących na większych statkach. Odpowiednie badania przeprowadzili naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie.

Być może w przyszłości będzie popularną praktyką wystrzeliwanie rojów pikosatelitów – urządzeń na tyle małych, że z łatwością mieściłyby się w dłoni – aby utrzymywały lub przeprowadzały naprawy większych satelitów czy stacji kosmicznych. Staraniom dostosowania nowej technologii do użytku w prestrzeni kosmicznej przewodniczy Karl Bohringer, docent inżynierii elektrycznej.

Tak małe satelity będą musiały często i szybko dokować aby uzupełnić paliwo lub pobrać dane” – mówi Bohringer. – “[Mikrorzęski] zdają się być bardzo szybkim i wydajnym sposobem osiągnięcia tego. W dodatku kosmiczne rzęski są lekkie i relatywnie tanie.

Mikrorzęski były wynalezione przez Gregory’ego Kovacsa i Johna Suha na Uniwersytecie w Stanford w ramach funduszy programów obronnych. Zespół Bohringera pracuje nad dostosowaniem tego wynalazku do potrzeb astronautyki. Suh, pracujący obecnie dla korporacji Xerox, powlekał płytkę krzemową warstwami polimeru a następnie używając procesów mikromaszynowych wycinał poszczególne jednostki (komórki) składające się z czterech rzęsek. Włoski miały długość zaledwie pół milimetra i tworzyły maleńką czterolistną koniczynkę. W każdym włosku znajdował się tytanowo-wolframowy element podgrzewający. W stanie spoczynku rzęski odstają od krzemowej płytki, gdy zaś do elementu podłączone jest napięcie, rzęski są spłaszczane. Włączając i wyłączając zasilanie zorientowanych w tym samym kierunku włosków powoduje się efekt pulsowania, który popycha ciało w jednym z ośmiu głównych kierunków.

Zespół Bohringera przetestował potencjał mikrorzęsek na pikosatelicie w warunkach naśladujących słabą grawitację w kosmosie. Zespoły włosków były w stanie łatwo i precyzyjnie manewrować małą aluminiową kostką. Według obliczeń, poletko rzęsek wielkości 50 cm byłoby wystarczające, aby sterować 40-kilogramowym satelitą.

Wadą nowej technologii jest większe od oczekiwanego zużycie energii elektrycznej. Bohringer jest jednak pewien, że to może być objęte drobnymi zmianami w projekcie. Jak mówi, najważniejsze, że udało się pokazać, że mikrorzęski naprawdę działają. Teraz trzeba czekać na zainteresowanie agencji kosmicznych.

Autor

Wojtek Rutkowski