Устройства-трекеры, отслеживающие точное положение известных звезд, являются ключевыми компонентами большинства миссий на околоземной орбите и в дальнем космосе. Определяя положение звезд, навигационная система космического аппарата методом триангуляции вычисляет точное местоположение космического аппарата в пространстве и, исходя из этого, рассчитывает множество параметров, имеющих отношение к траектории полета, необходимости коррекции орбиты и т.п. Но работе устройства-трекера мешает свет от других космических объектов, к примеру, света от Солнца или Луны, который в некоторых случаях отражаются от поверхностей элементов оптической системы устройства и делает невозможным процесс распознавания звезды по спектру ее свечения. Для того, чтобы избежать подобного, внутренности всех «тонких» оптических инструментов покрывают специальным светопоглощающим покрытием, материал которого имеет коэффициент поглощения света, близкий к 100 процентам.
Одним из видов таких светопоглощающих покрытий является материал Vantablack S-VIS, коэффициент поглощения которого равен 99.96 процентам и который считается самым черным материалом на сегодняшний день. Этот высокоэффективный светопоглощающий материал, изготовленный на основе углеродных нанотрубок, изначально был разработан для его использования в легких и компактных оптических устройствах спутниковых систем, а сейчас он проходит испытания на борту спутника Kent Ridge 1, который был запущен на низкую околоземную орбиту (Low-Earth Orbit, LEO) в декабре 2015 года.
Спутник Kent Ridge 1 является компактным 78-килограммовым спутником наблюдения за земной поверхностью. Он предназначен для постоянного орбитального мониторинга поверхности на предмет выявления стихийных бедствий и вызванных ими разрушений на всей территории Азиатского региона. Спутник снимает высококачественные снимки поверхности при помощи двух бортовых гиперспектральных систем и одной видеокамеры с высокой разрешающей способностью.
Космический аппарат использует инерциальную систему ориентирования в пространстве с несколькими маховиками, а исходными данными для работы системы ориентации являются данные от двух устройств-трекеров звезд, установленных на нижней и верхней части космического аппарата. Точность работы трекеров прямо влияет на длительность срока службы спутника Kent Ridge 1, ведь чем более точные данные они будут предоставлять, тем меньше движений придется совершать маховикам, которые, как всем нам хорошо известно, являются «ахиллесовой пятой» подобных систем.
На работу трекеров, установленных на спутнике Kent Ridge 1, влияет прямой свет от Солнца и свет, отраженный от поверхности Земли и Луны. Зная это заранее, специалисты компании Berlin Space Technology (BST), которые занимались разработкой и изготовлением спутника, решили проявить инновационный подход и использовать материал Vantablack, который до этого времени еще ни разу не испытывался в условиях космического пространства. Этим сверхчерным материалом покрыты внутренние поверхности оптических инструментов и специальные экраны, изготовленные при помощи трехмерной печати, которые защищают объективы навигационных инструментов от света, падающего со стороны.
Согласно информации, собранной за время пребывания спутника Kent Ridge 1 в космосе, материал Vantablack продемонстрировал в 17 раз большую эффективность, нежели специальная черная краска, использовавшаяся для защиты от отраженного и рассеянного света высокочувствительной оптики космического телескопа Hubble Space Telescope и других астрономических инструментов. И это можно считать первыми успешными испытаниями материала Vantablack в условиях реального космического пространства.
Источники:
