Новые технологии освоения космоса

"На начальных этапах развертывания лунной базы количество членов ее экипажа не превышает двух–четырех человек, на более поздних этапах количество членов экипажа может достигать 10–12 человек. При четырех членах экипажа и продолжительности экспедиции 30 суток минимальный обитаемый гермообъем такой базы составляет 20 кубометров. Для активной деятельности экипажа инфраструктура должна быть на поверхности Луны. Под поверхностью Луны могут создаваться радиационные убежища, размещаться энергоустановки", — цитирует издание слова Жаровой.

Представитель ЦНИИмаша отмечает, что проект лунной базы изначально разрабатывался в СССР в конце 1960-х – начале 1970-х годов как развитие программы освоения Луны с помощью ракеты-носителя Н1. Кроме этого, в середине 70-х разрабатывался экспедиционный комплекс "Звезда" — для проведения долговременных исследований. В ЦНИИмаше подчеркнули, что в процессе проработки нового проекта они заимствуют некоторые идеи из проектов, выполненных в СССР.

Место для строительства лунной базы еще не выбрано. Жарова сообщила, что однозначного мнения на этот счет нет. "Большинство предложений в пользу размещения базы в окрестностях Южного полюса Луны. Строительство лунной базы должно начинаться с выбора места безопасной посадки пилотируемых и грузовых кораблей. А само строительство должно начинаться с жилого и энергетического модулей", — отметила она.

В ЦНИИмаше газете заявили, что эскизные проекты лунной строительной техники уже созданы. "В ЦНИИмаше они рассматривались. Планов по изготовлению тестовых экземпляров такой строительной техники нет. Но разработаны их компьютерные 3D-модели", — отметили в компании.
Газета отмечает, что идея построить лунную базу и затем полигон в районе Южного полюса Луны была предложена в проекте Концепции российской лунной программы, подготовленной учреждениями РАН, предприятиями "Роскосмоса" и МГУ. Ставилась цель — создать к середине века обитаемую базу на Луне и полигон с возможностью добычи полезных ископаемых на спутнике Земли.

12 июля 2016. Глава Центра Хруничева Андрей Калиновский решает сразу несколько интересных задач: снижает аварийность полетов ракет «Протон», одновременно продвигает на рынке новую модификацию этого носителя — «Протон-Лайт» и параллельно планирует производство новых ракет семейства «Ангара», которые заменят «Протоны» через десять лет. О совокупности и последовательности задач, стоящих перед Центром Хруничева, с Андреем Калиновским поговорил корреспондент «Известий» Иван Чеберко.

— Какая запланирована мощность завода в Омске, который будет серийно выпускать ракеты «Ангара» с 2020 года?

— Сто универсальных ракетных модулей (УРМ) в год, если работать в три смены. Сто УРМ — это, если считать в носителях «Ангара-А5», двадцать таких ракет в год. Конечно, будут делаться не только этого класса носители, но и «Ангара 1.2».

— А до 2020 года вы сколько ракет «Ангара» планируете выпустить?

— У нас есть утвержденная программа летных испытаний. В соответствии с ней мы до 2020 года будем производить ежегодно по 11 УРМ, то есть по две тяжелые ракеты «Ангара-А5» и по одной легкой в год.

— Вы сейчас готовите к выходу на рынок новую модификацию «Протона» — так называемый «Протон-Лайт» — уменьшенную версию ракеты. Сколько прежних тяжелых «Протонов-М» и новых «Протонов-Лайт» вы планируете выпускать в ближайшие годы?

— В совокупности мы планируем осуществлять по семь коммерческих пусков «Протонов» в год — компоновка ракеты будет зависеть от заказчика.

— Проект ракеты «Ангара-А5В» вам предстоит утверждать у президента страны. Когда это произойдет?

— Сейчас наши основные усилия направлены на работу по проекту «Ангары-А5П» — пилотируемого варианта ракеты, которой предстоит впервые стартовать с космодрома «Восточный» уже в 2021 году. С космонавтами на борту «Ангара-А5П» полетит в 2023 году. После завершения работы с этим проектом мы сразу переключаемся на «Ангару-А5В», которая должна стартовать в 2025 году.

— «Ангара-А5В» создается специально под лунную программу. РКК «Энергия» на МАКС-2015 представила четырехпусковую схему пилотируемой экспедиции к Луне, при которой сначала ракета выводит на орбиту лунный посадочный модуль, затем межорбитальный буксир, затем основной космический корабль и потом еще один межорбитальный буксир. Сколько стартовых столов нужно строить для полетов по такой схеме?

— На сегодня мы с «Энергией» согласовали двухпусковую схему, когда в результате каждого пуска на орбиту выводится по 35 т полезной нагрузки. В такой конфигурации сегодня прорабатывается возможность использования одного стартового стола.

— А когда планируете завершить проектные работы и определить дату начала строительства стартового комплекса для «Ангары» на Восточном?

— По утвержденному плану-графику разработка конструкторской документации должна завершиться к концу 2018 года. Когда начнется строительство стартового комплекса — это уже зона ответственности наших коллег из ЦЭНКИ. Насколько я понимаю, там уже сейчас ведется разработка проектной документации институтами.

— Ваше предприятие будет участвовать в создании новой ракеты в рамках ОКР «Феникс»?

— «Головниками» мы не будем, но готовы предложить свои наработки, которые нами реализованы в рамках проекта «Ангара».

— Ваше предприятие сейчас освобождает потенциально интересную для девелоперов землю в Филевской пойме. Ее планировалось передать в обеспечение кредита ВЭБу, но этот банк, испытывая сложности, программу кредитования «Хруничева» остановил. Следовательно, земля ВЭБу не достанется?

— Действительно, мы от ВЭБа получили только часть необходимых средств. Но благодаря госкорпорации «Роскосмос» были найдены дополнительные источники кредитования в полном объеме. Поэтому земля по-прежнему является основной и единственной гарантией обеспечения возврата привлеченных средств.

— Когда завершится приватизация Центра Хруничева?

— До конца этого года.

— У вас есть план снизить себестоимость «Протона-М» до 1,381 млрд рублей. А сколько будет стоить «Ангара-А5» в серийном производстве?

— Мы ставим своей целью сделать «Ангару-А5» не дороже «Протона-М». Потому что именно этот носитель к концу 2020-х годов заменит «Протон». И если новая ракета будет дороже, это будет означать потерю рыночных позиций. Этого мы допустить не можем, поэтому программа по снижению себестоимости «Ангары-А5» — одна из самых приоритетных для нас.

— А сколько стоит «Ангара-А5» сейчас, когда это опытное изделие?

— «Ангара», которую мы сдали в 2014 году, стоила значительно дороже, но это естественно для первых опытных изделий.

— Какой объем выручки «Хруничев» планирует получить в этом году?

— 54 млрд рублей.

— Для стороннего наблюдателя успешность деятельности «Хруничева» скорее всего выражается в качестве полетов «Протонов», которые в последние годы часто заканчивались авариями. Что сделано для того, чтобы эти аварии больше не повторялись?

— Мы делаем все для того, чтобы минимизировать влияние человеческого фактора на производственный процесс. То есть мы внедряем современные средства контроля измерений, которые аппаратно фиксируют результаты замеров. Если раньше специалист проводил пневматические испытания, то он ставил штампик, расписывался — и все, мы ему верили. А сегодня рядом с этим специалистом стоит компьютер, который все действия фиксирует и подтверждает, что пневматические испытания проведены и отклонений нет. Мы сейчас таким образом выстраиваем все контрольные операции. К концу года мы планируем, что примерно 75% операций в цехе окончательной сборки «Протонов» должны проходить под аппаратным контролем. Набор таких простых мер дисциплинирует людей и исключает возможность ошибки. Систему аппаратного контроля мы начали с этапа сборки, в дальнейшем такая система будет внедряться и на этапе механической обработки изделий. То есть ничего оригинального мы не изобретаем в данном случае: обеспечиваем контроль и фиксацию максимального количества процессов.

ВАШИНГТОН, 30 июл – РИА Новости. НАСА провело успешное огневое испытание модернизированного двигателя RS-25 для строящейся сверхмощной ракеты SLS, предназначенной для полетов в далекий космос, сообщило ведомство в пятницу.

Тест состоялся в пятницу на площадке космического центра Джона Стенниса в штате Миссисипи и продолжался 650 секунд (чуть более 10 минут). Во время испытания, по замечанию НАСА ставшего "важным шагом в создании SLS, которая отправит людей дальше чем когда бы то ни было в космос, в том числе в путешествие на Марс", специалисты собрали "критически важные данные о работе двигателя".

Предыдущее огневое испытание двигателя было проведено в августе прошлого года. Следующий тест намечен на 18 августа.

Ракета SLS будет оснащена четырьмя двигателями RS-25 и парой твердотопливных ускорителей. Для ее первого полета будут использованы четыре модернизированных RS-25, ранее применявшихся на космическом челноке "Шаттл". В НАСА отмечают, что этот двигатель — один из самых испытанных и доказавших свою состоятельность ракетных двигателей в мире.

Первый тестовый полет новой ракеты намечен на 2018 год. Ей предстоит вывести в далекий космос пилотируемый корабль Orion.

Тем не менее, «Хаябуса» из-за многочисленных поломок доставила ученым считанные пылинки. НАСА же ставит перед собой гораздо более амбициозную цель – добычу до двух килограммов астероидного вещества. Для этого OSIRIS-REx оборудован двумя устройствами: системой захвата реголита (механизм называется TAGSAM, Touch-And-Go-Sample) и капсулой для хранения и возврата образца (просто SRC, Sample Return Capsule).


Механизм отбора проб состоит из роботизированной «руки-манипулятора» и установленной на ней рабочей головки с контейнером. Вступать в контакт с астероидом будет только эта головка. Реголит под ней будет приподнят струей азота под высоким давлением, а мелкозернистый материал будет захвачен контактными площадками. Система включает три баллона азота и рассчитана на проведение трех маневров по захвату реголита, во время каждого из которых она способна захватить до 150 г до 2 кг вещества. Во время захвата все двигатели космического аппарата будут отключены, чтобы избежать заражения образцов топливными компонентами.

Капсула для хранения образцов и доставки на Землю является достаточно сложным механизмом. За ее основу взята конструкция капсулы космического аппарата Stardust. Диаметр капсулы составляет 81 см, высота – 50 см. Она оборудована теплозащитным экраном из материала PICA и парашютной системой для торможения в атмосфере Земли. Тормозной парашют, который раскроется на высоте 31 км, снизит скорость капсулы до 1,4 Маха. С высоты 3 км аппарат перейдет на основной парашют диаметром 8,2 м. Капсула должна совершить посадку в пустыне Юта в зоне размерами 20x80 км.

Пусковое окно для полета с Земли к Бенну появляется каждые шесть лет. Баллистические условия требуют того, чтобы в 2016 года старт состоялся в сентябре или октябре в течение 39 суток. Полет OSIRIS-REx будет разбит на семь фаз: запуск, гравитационный маневр у Земли, перелет к Бенну, сближение и выход на орбиту, снижение для захвата реголита, операции в неподвижном состоянии у поверхности и, наконец, возврат к Земле.


Для запуска аппарата используется ракета-носитель «Атлас 5» в редкой модификации 411 с одним боковым ускорителем и однодвигательным разгонным блоком «Центавр». В первые четыре недели полета будет проводиться проверка работоспособности систем зонда, это же время может быть использовано для первой коррекции траектории.

В январе 2017 года OSIRIS-REx начнет маневрирование, целью которого будет обеспечение пролета на запланированном расстоянии у Земли во второй половине года. Эта операция увеличит скорость космического аппарата относительно Солнца на 520 м/с.


Начало фазы сближения запланировано на август 2018 года, когда до Бенну будет оставаться около 2 млн км. В этом время астероид должен быть обнаружен на камере дальнего обзора PolyCam. Серия включений маршевых двигателей затормозит зонд, обеспечив скорость пролета около астероида в 0,2 м/с. Формальное прибытие OSIRIS-REx к Бенну должно состояться 18 ноября 2018 года, спустя более чем два года после старта. В этот день расстояние между ним и центром астероида составит 5 км. На таком расстоянии зонд пробудет долгое время.

Первые 20 суток он будет проводить первоначальную съемку и изучать топографию астероида. На следующем этапе работы, который продлится около двух месяцев, ученые предварительно выберут не менее 12 мест на поверхности астероида, подходящих для отбора пробы. После этого высота полета OSIRIS-REx будет уменьшена до приблизительно 730 м (1 км от центра астероида). Спутник будет помещен на полярную орбиту, близкую к терминатору, т. е. границе дня и ночи. Время работы научных инструментов составит 11 часов в сутки.

В первый месяц работы на километровой орбите будет проведена съемка поверхности и сбор данных в высоком разрешении, затем, еще в течение двух месяцев работы, ученые завершат сбор информации о возможных местах посадки. 98 суток уйдет на детальный обзор четырех мест и выбор одного из них. У разработчиков космического аппарата есть несколько требований к посадочной площадке. В частности, высота Солнца в утренние часы не может быть меньше пяти градусов, чтобы обеспечить достаточное освещение (операция отбора будет проводиться утром, чтобы избежать перегрева аппарата от нагретой Солнцем поверхности). Также имеет значение расположение площадки относительно Солнца и Земли. Оно не должно препятствовать постоянной связи с Землей во время критических этапов работы.


Отбор образцов грунта может занять от 42 до 277 суток, в зависимости от возможных технических и других сложностей. Перед отбором специалисты планируют провести две «репетиции» всех операций без касания инструментами аппарата поверхности – на расстоянии 125 и 55 м от нее (Checkpoint Burn и Matchpoint Burn). Цель операций – проверка работы систем связи и систем ориентации и стабилизации космического аппарата в заданной точке.

С 13 декабря 2019 до 7 апреля 2020 года Бенну будет находиться на расстоянии менее 1,15 а. е. от Солнца. В этот период поверхность астероида будет слишком горячей. Согласно предварительному расписанию, отбор проб запланирован на июль 2020 года. После отбора проб космический аппарат войдет в фазу ожидания стартового окна для возвращения на Землю. В этот период – а он может занять до 499 суток – не планируется никаких операций, однако предполагается, что, в случае необходимости, OSIRIS-REx можно будет вернуть на обзорную орбиту для продолжения научных наблюдений.


Отлет с астероида запланирован на 3 марта 2021 года. Существуют две дополнительные возможности возврата: 3 января 2020 года, если основную работу удастся завершить раньше срока, или 10 апреля 2020 года, если при выполнении операций возникнут непредвиденные сложности.

Маршевая двигательная установка позволит космическому аппарату увеличить скорость на 328 м/с и выйти на траекторию возвращения на Землю. Дорога до нашей планеты займет 2,5 года. Согласно базовому расписанию, возвращаемая капсула совершит посадку 24 сентября 2023 года.

Космический аппарат OSIRIS-REx был разработан по заказу НАСА компанией Lockheed Martin. За его основу взята платформа, подтвердившая свою надежность в двух марсианских миссиях: MRO (аппарат запущен в 2005 году, на орбите Марса с 2006 г.) и MAVEN (2013/2014 г).


Космический аппарат в сложенной конфигурации имеет длину и ширину 2,4 и высоту 3,15 м. Его сухая масса составляет 850 кг, в заправленном виде она достигает 1955 кг.

Двигательная система OSIRIS-REx состоит из 28 двигателей на однокомпонентном топливе, объединенных в четырех блока с разной тягой. Все они питаются из центрального топливного бака цилиндрической формы диаметром 124 см и высотой 150 см. В качестве топлива двигатели используют гидразин (N2H2), разлагающийся при прохождении через нагретый катализатор и создающий при этом газ высокого давления, выпускаемый через сопло. В бак вмещается до 1300 л топлива, что соответствует 1245 кг гидразина.

Блок из четырех двигателей большой тяги MR-107S компании Aerojet Rocketdyne используется в качестве маршевой двигательной установки для коррекции траектории, торможения и разгона космического аппарата. Номинальная тяга этих двигателей составляет 275 Н, они могут дросселироваться от 85 до 360 Н. С использованием дополнительно двух двигателей меньшей тяги маршевая установка может создать тягу до 1100 Н для проведения высокоэнергетических маневров, в частности – отлета с астероида.

Шесть двигателей MR-106L тягой 22 Н (10-34 Н) используются для управления ориентацией аппарата по осям тангажа и рысканья во время работы маршевой установки, а также для проведения аккуратных маневров. Два двигателя этого блока будут использованы для набора скорости при отлете с Бенну.

Для управления высотой полета над астероидом и разгрузки маховиков будет использован блок из 16 двигателей малой тяги MR-111C (номинальная тяга – 4,5 Н).

Наконец, для точного «причаливания» к астероиду в нужной точке будут использованы два сверхслабых двигателя LTR тягой 0,08 Н.


Система электроснабжения зонда состоит из двух солнечных панелей активной площадью 8,5 кв. м каждая. В зависимости от расстояния до Солнца они будут давать от 1,226 до 3 кВт энергии. Панели зафиксированы и не будут самостоятельно ориентироваться на Солнце во время перелета. Поддерживать необходимую ориентацию должен будет сам космический аппарат. Для хранения энергии он оборудован двумя литиево-ионными аккумуляторными батареями емкостью 30 Ампер-час.


Система контроля высоты и ориентации состоит из традиционных элементов: двух звездных датчиков, двух инерционных измерительных блоков, солнечных датчиков и маховиков. Точное расстояние до поверхности астероида будет определяться при помощи лидара разрешением 128x128 точек, работающего с частотой 30 кадров в секунду, и инфракрасной системы из трех широкоугольных камер TAGCAMS. Эти камеры чувствительны к свету с длиной волны от 1064 до 1570 нм и экранированы для работы в условиях повышенной радиации. Две камеры будут снимать поверхность астероида и звездное небо на заднем плане для контроля траектории аппарата, третья – процесс выгрузки отобранных образцов из манипулятора в капсулу.

Система, отвечающая за связь OSIRIS-REx с Землей, почти полностью идентична аналогичной системе автоматической межпланетной станции MAVEN. Она состоит из большой направленной антенны с большим усилением X- и Ka- диапазона, одной средненаправленной антенны и пары антенн широкого обзора. Высоконаправленная антенна будет основным инструментом для отправки больших объемов научных данных. Скорость передачи данных по ней может достигать 914 кбит/с.

Поскольку большая антенна требует точной ориентации на Землю, для текущего управления космическим аппаратом и передачи телеметрической информации может быть использована средняя антенна, установленная на поворачивающемся кронштейне. Она же будет использована для связи с зондом во время критических операций отбора проб.

Малые антенны предназначены для обеспечения связи в те периоды, когда большая и средняя антенны не могут быть направлены на Землю – например, во время маневров, требующих точной ориентации космического аппарата.