Новые технологии освоения космоса

Как отмечает пресс-служба вуза, запуск наноспутников на орбиту сейчас производится в качестве дополнительной нагрузки к обычным спутникам, либо в рамках групповых пусков с использованием конверсионных носителей — переделанных межконтинентальных баллистических ракет. При выводе на околоземные орбиты основной полезной нагрузки в переходном отсеке верхней ступени РН "Союз" остаются свободные объемы, в которых можно разместить наноспутники общей массой до 20-30 кг. Кроме того, при запуске ресурс бортового электропитания ракеты-носителя вырабатывается не полностью, что дает принципиальную возможность дополнительно использовать оставшуюся энергию для обеспечения запуска наноспутников.

По информации вуза, одной из проблем в реализации этого проекта является то, что после выведения основной полезной нагрузки орбитальная ступень переходит в режим неконтролируемого движения. Направление отделения наноспутников при этом является случайным. "Важно рассчитать и выбрать такую программу отделения кубсатов, которая обеспечит их безопасное движение относительно друг друга и ступени ракеты, а также не позволит наноспутникам "разлететься" слишком далеко друг от друга, что важно для формирования начальных условий движения при групповом полете", — сообщается в релизе.

Ученые Самарского университета в 2016 году планируют разработать общую методику нахождения параметров отделения каждого наноспутника, которые обеспечат их дальнейшее безопасное движение, а также программу отделения для группировки из двух наноспутников. В следующем году запланировано выполнение имитационного моделирования отделения группы наноспутников от переходного отсека орбитальной ступени ракеты "Союз".

В октябре 2014 г. появилась неофициальная информация о том, что проектная масса перспективного космического корабля с кислородно-водородным разгонным блоком, который сможет совершить полет на орбиту Луны, составит 90 тонн. Грузоподъемность сверхтяжелой ракеты первого этапа должна быть не меньше, поскольку запуск на орбиту этой связки является ее основной задачей. С другой стороны, в последних предложениях по перспективным пилотируемым программам фигурируют миссии с использованием т. н. «многопусковой» схемы, т. е. выводящиеся в космос несколькими ракетами тяжелого класса «Ангара-А5» или, как для высадки на Луну, 1-2 ракетами грузоподъемностью 90 тонн. Носитель второго этапа грузоподъемностью более 120-130 тонн остается за горизонтом планирования. В связи с тем, что ключевая роль в будущей программе полетов к Луне, несомненно, достанется РКК «Энергия», можно предположить, что проект этой компании и будет принят за основу будущего носителя сверхтяжелого класса. В этом случае от второго этапа развития ракеты Роскосмос может отказаться – в конец концов, Федеральная космическая программа до 2025 года не предполагает завершения работ даже над 90-тонной ракетой.

23 октября Роскосмос выразил сомнения в том, насколько необходимо создание сверхтяжелой ракеты повышенной грузоподъемности. Начальник управления средств выведения и наземной инфраструктуры российского космического агентства Андрей Мазурин заявил в комментарии ТАСС: «Что касается носителя (грузоподъемностью) до 160 тонн, проработки начаты. Нужны технические предложения, в частности, облик, нужна глубина проработки, которая позволит экономически оценить этот проект и понять, нужен ли он вообще».

В комментарии газете «Известия» бывший директор РКК «Энергия» В. Лопота опроверг предположение о том, что Роскосмос склонен выбрать предложение корпорации по сверхтяжелой ракете-носителю. «Наши предложения не были услышаны», – заявил он. Согласно последнему и далеко не первому заявлению главы Роскосмоса Олега Остапенко, окончательный вариант проекта сверхтяжелой ракеты будет выбран до конца 2014 года.

12 декабря 2014 года глава РКЦ «Прогресс» Александр Кирилин признался, что его предприятие 15 декабря представит в Роскосмос аванпроект сверхтяжелого носителя грузоподъемностью до 90 тонн. По некоторым сведениям, именно РКЦ «Прогресс» может стать головным предприятием в проекте разработки сверхтяжелого носителя. 22 декабря замглавы ГКНПЦ им. Хруничева Александр Медведев в интервью «Российской газете» сказал, что его предприятие решило объединить усилия с РКЦ «Прогресс» в проекте сверхтяжелого носителя. Существуют также слухи, что ГКНПЦ займется разработкой разгонного блока. Проекты же самарского предприятия приведены выше.

15 декабря глава Роскосмоса Олег Остапенко пообещал определиться с обликом сверхтяжелой ракеты в январе 2015-го. Аналогичные (за исключением срока) заявления от него неоднократно появлялись начиная со второго месяца его работы на этом посту.

По состоянию на середину января, посвященный сверхтяжелой ракете научно-технический совет Роскосмоса планируется на 28.01.2015. Руководство отрасли рассмотрит варианты сверхтяжелого носителя, предложенные предприятиями отрасли и прошедшие экспертизу в ЦНИИМаше. Известно о двух концепциях носителя. РКК «Энергия» изменила свое предложение, отказавшись от полной модульности в пользу центрального водородного блока большого диаметра. Таким образом, речь идет о повторении советской ракеты-носителя «Энергия» с грузоподъемностью 80/120 тонн. Второе предложение подготовлено РКЦ «Прогресс» совместно с ГКНПЦ им. Хруничева. Самарское предприятие продолжает эксперименты с метановыми двигателями и, одновременно, пытается получить средства на проект ракеты среднего класса «Союз-5». Для этого в проект сверхтяжелой ракеты включаются модули метанового «Союза» в качестве боковых ускорителей. РКЦ «Прогресс» обещает грузподъемность сверхтяжелой ракеты от 80 или 90 тонн на первом этапе до 130 на втором.

После внезапной реформы Роскосмоса и начавшегося пересмотра всех планов вероятность включения сверхтяжелого носителя в новую Федеральную космическую программу стала очень и очень мала. 12 марта Научно-технический совет Роскосмоса рекомендовал не заниматься проектированием сверхтяжелой ракеты как минимум до 2020 года.

Заступив в свой первый президентский срок в 2010 году, Барак Обама закрыл программу ]исследования и освоения Луны «Созвездие», предложив взамен новый план – высадку на Марс в 2030-х с предварительным полетом к астероиду в 2020-х годах. Постепенно в планах НАСА полноценный полет к околоземному астероиду упрощался, пока не превратился в миссию ARM. Независимые эксперты регулярно подвергают ее критике. Первоначально подразумевавшийся полет к астероиду требовал разработки межпланетного перелетного комплекса. Для организации полуторагодовой экспедиции к околоземному астероиду необходимо создать технологии длительного поддержания жизни в дальнем космосе. Всё это потребуется и при планировании марсианской экспедиции. С другой стороны, простой полет на орбиту Луны на корабле «Орион» лишь повторяет миссии полувековой давности и никак не приближает людей к Марсу. Электрореактивный буксир, который НАСА намерено использовать для доставки астероида на орбиту Луны, тоже не является абсолютно необходимым в марсианской миссии.

«У Конгресса есть ощущение, что технологические и научные цели миссии ARM в ее автоматической части могут не соответствовать ее стоимости». – говорится в законопроекте. Альтернативные миссии «могут предложить существенно более высокую технологическую отдачу, приближающую полет к Марсу, за более низкую стоимость». Законодатели требуют от НАСА в шестимесячный срок изучить и проанализировать иные концепции основной миссии 2020-х годов, чтобы их можно было сравнить по критериям эффективности с миссией ARM.

Важно отметить, что это требование не означает вероятного отказа от текущих планов НАСА. Американское космическое агентство в прошлом уже успело продемонстрировать несгибаемое упрямство в отстаивании своих намерений. С другой стороны, влияние парламента на НАСА нельзя недооценивать. В последние годы он форсировал работу по миссии «Европа-Клипер» и инициировал разработку дополнительного обитаемого модуля для корабля «Орион».

Второе требование американских законодателей касается низкоорбитальной пилотируемой программы. Как известно, после окончания программы МКС НАСА планирует передать инициативу по работе на низкой орбите Земли частным компаниям. Космическое же агентство станет просто покупателем их услуг наравне с другими, частными клиентами. Конгресс требует представить четкий план этого перехода. НАСА также должно изучить возможность продления срока эксплуатации МКС до 2028 года.

ЕТРИС создавалась в рамках федеральной космической программы 2006-2015 годов и стала общефедеральным проектом по интеграции в единое геоинформационное пространство всех информационных ресурсов ДЗЗ на территории страны, объединив унифицированными техническими стандартами всю наземную инфраструктуру, обеспечивающую прием информации, ее обработку и передачу потребителям.

"Развертывание ЕТРИС ДЗЗ, в отличие от применяемой прежде однопунктной схемы передачи на Землю информации ДЗЗ, позволит наиболее эффективно использовать возможности российских космических аппаратов высокодетального наблюдения. Новая система обеспечит своевременную разгрузку их бортовой памяти путем сброса данных ДЗЗ на большинстве суточных витков. Это позволит в несколько раз увеличить площадь наблюдаемой поверхности Земли, суточные объемы получаемых данных и оперативность доставки информации потребителям", – отмечается в сообщении РКС.

В рамках ЕТРИС создан генеральный каталог хранимых данных ДЗЗ, который объединил все существующие российские архивы космической съемки, что повышает интерес как отечественных, так и зарубежных потребителей к российским геоинформационным услугам.

ЕТРИС также поможет российским разработчикам унифицировать оборудование, сделав создание новых отечественных средств ДЗЗ более гибким и экономически эффективным. Предполагается, что уже с 2016 года предприятия Госкорпорации "Роскосмос" перейдут от разработки наземных комплексов под каждый новый космический аппарат к разработке только недостающих для него элементов уже действующей наземной инфраструктуры.

ЕТРИС состоит из 13 крупных центров, которые расположены на всей территории России – от Калининграда до Хабаровска, включая арктическую зону (Мурманск, а в перспективе – Дудинка и Анадырь). Новая система координирует их работу с отечественными космическими аппаратами ДЗЗ. Она позволит планировать съемку, получать и обрабатывать информацию с космических http://www.sxn.io/cat/images/none.gifаппаратов комплексно и без привлечения дополнительных ресурсов.

Технические и программные средства ЕТРИС ДЗЗ разработаны АО "Научно-исследовательский институт точных приборов" (НИИ ТП, входит в холдинг "Российские космические системы"). Архитектура системы открыта для возможностей применения инновационных технологий работы с информацией ДЗЗ из космоса, установки нового программного обеспечения и расширения номенклатуры технических средств, позволяющих сократить время обработки данных.

Возможностей у человека перейти к жизни на множестве планет, как объяснил предприниматель, не так много – наша ближайшая соседка, Венера, больше похожа на "ванну с кислотой", чем на рай богини красоты, а луны Юпитера и Сатурна, где в теории может существовать в жизнь, находятся слишком далеко.

У Марса в этом отношении, отмечает глава SpaceX, есть масса преимуществ. Во-первых, в прошлом он был похож на Землю, на нем есть запасы воды и газов, которые можно растопить и вернуть Марсу океаны и плотную атмосферу. Текущий состав атмосферы Марса, содержащий два важнейших вещества для флоры – азот и углекислоту, уже позволяет использовать ее для выращивания растений на Красной планеты, если повысить атмосферное давление.

Поэтому, по словам Маска, Марс является идеальным "полигоном" для перехода человечества к жизни в космосе, и SpaceX планирует стать движущей силой в этой трансформации.

Полет на Марс, подчеркнул Маск, не должен ограничиваться экспедицией, подобной программе Apollo – высадка каждого астронавта на Луну, по его словам, обошлась налогоплательщикам США в 10 миллиардов долларов, что конечно, недопустимо для колонизационных проектов. Поэтому SpaceX хочет одновременно решить две задачи – создать на Марсе "самоподдерживающийся" город, самостоятельную цивилизацию из миллиона людей, и сократить себестоимость полетов на Красную планету в 50000 раз.

Для этого инженеры SpaceX уже сегодня работают над реализацией пунктов "марсианской программы" компании, которая включают в себя разработку технологий по выработке и использованию на Марсе топлива и особых многоразовых кораблей.

Производство топлива на Марсе из местных ресурсов, а также заправка или дозаправка кораблей на орбите Земли, по словам Маска, позволит сократить расходы на отправку грузов на Марс в 5-10 раз, а использование многоразовых кораблей еще сильнее уменьшит их.

Носитель и корабль для колонизации Марса, которые разрабатываются в стенах SpaceX, по своим размерам будут действительно гигантскими. Первый будет доставлять на околоземную орбиту 450 тонн груза, второй будет вмещать в себя от 100 или 200 пассажиров. Маск планирует сделать стоимость полета сопоставимой с теми суммами, которые жители США выкладывают при покупке дома и брать с пассажира за полет на Марс в один конец 200 тысяч долларов.

Масса, стартовая тяга и полезная нагрузка ракеты-носителя будут в 3-5 раз выше, чем у РН Saturn V, за счет инженерных новаций SpaceX и новых двигателей Raptor на кислородно-метановом топливе, проходящих тесты сегодня на Земле. Первая ступень с 42 двигателями тягой по 310 тонн будет совершать посадку на Землю для повторного использования.

В качестве топлива, как объяснил Маск, будет использоваться метан, следы которого уже находили на Марсе и который можно относительно дешево и безопасно производить на Красной планете. Окислителем выступит кислород, производство которого тоже не вызовет проблем на Марсе. Для хранения этих веществ инженеры SpaceX разработают специальные баки из углеволокна, захватывая которые на орбите, корабль-челнок сможет заправиться при взлете с поверхности Земли и при полете на Марс.

Флот из подобных кораблей, как планирует Маск, совершит примерно 10 тысяч полетов к Марсу в ближайшие 40-100 лет, доставив примерно миллион колонистов на Красную планету. Как надеется Маск, это положит начало самостоятельной цивилизации на Марсе, которая сможет сама себя обеспечивать всем необходимым, в том числе и пищей.

Главным вопросом на сегодня, как отметил предприниматель, является финансирование – Маск признался, что все деньги, которые он накопил за последние годы, он планирует потратить на реализацию этой задачи. Кроме того, как пошутил предприниматель, SpaceX будет принимать пожертвования через Kickstarter и искать иные источники денег.

Первый же "частный" полет на Марс, как планирует Маск, осуществит не этот корабль, а новая версия космического корабля Dragon, варианты для отправки которого к Красной планете SpaceX будет искать, начиная с 2020 года.

А.Ж.

Ранее сообщалось, что проект "Спектр-УФ" предназначен для исследования различных объектов вселенной в ультрафиолетовом (115-305 нанометров) диапазоне спектра. Он реализуется совместно Россией и Испанией при поддержке международного астрономического сообщества. Телескоп "Спектр-УФ" будет единственным крупным инструментом для исследований космоса в ультрафиолетовом диапазоне после завершения работы ныне действующего на орбите космического телескопа "Хаббл". Ранее сообщалось, что запуск обсерватории планируется на 2021 год.

Уточняется, что от крупных техногенных осколков исследовательские объекты уводят посредством маневров. Но и частицы даже самого малого диаметра в 1,5-2 миллиметра представляют серьезную опасность. Двигаясь со скоростью 8 километров в секунду, они способны вывести спутник из строя. Для защиты от таких атак на корпус космических аппаратов устанавливают специальные экраны. К ним предъявляются два основных требования – прочность и легкость.

"При помощи теоретических расчетов удалось подобрать оптимальный способ защиты баков спутника, он заключается в установке двух преград – защитного экрана и металлической сетки, которая первой встречает атакующие частицы и дробит их", — приводятся в сообщении слова завотделом механики деформируемого твердого тела Научно-исследовательского института прикладной математики и механики (НИИ ПММ) ТГУ Александра Герасимова.

В ТГУ находятся две из пяти российских баллистических установок, которые позволяют в наземных условиях имитировать воздействие метеороидных осколков на космические аппараты. С их помощью ученые провели серию практических экспериментов: выстреливали металлическими частицами весом 0,3 грамма со скоростью 8 километров в секунду по преградам.

"Результаты испытаний подтвердили, что конструкция, предложенная учеными ТГУ, обеспечивает максимально эффективную защиту корпусу спутника. Остатки фрагментов, раздробленные сеткой, попадают на экран и рассеиваются, не нанося ущерба космическому аппарату", — говорится в сообщении.