За последнее десятилетие значительно выросло количество малых спутников и микроспутников, работающих на орбите Земли. С каждым годом в космос запускают все новые космические аппараты. Благодаря стандартизации и снижению стоимости выведения на орбиту, уже сейчас собственный малый спутник могут позволить себе не только крупные компании.

Существует три основных способа запуска таких спутников на орбиту. Первый, самый распространенный – в качестве попутной нагрузки на большой ракете. Компания SpaceX предлагает такие запуски по цене от 1 млн долларов. Второй способ – кластерные запуски, в которых в космос отправляются сразу десятки или даже сотни маленьких спутников. И, наконец, в последние годы появилась возможность запуска спутника на ракете сверхлегкого класса «Электрон» компании Rocket Lab. Этот способ самый удобный для заказчика, но, одновременно, и самый дорогой: отдельная ракета обходится в более чем $5 млн.

Кластерные и попутные запуски имеют две схожие проблемы. Во-первых, готовности ракеты и других спутников приходится ждать месяцами, а иногда – годами. Во-вторых, в этих случаях невозможно обеспечить доставку спутника на четко заданную орбиту – она будет определяться орбитой основной полезной нагрузки или других спутников. И именно эту проблему намерена победить калифорнийская компания Momentus Space, которая разрабатывает межорбитальный буксир для сверхлегких космических аппаратов.

Буксир Vigoride для коррекции орбиты использует плазменные двигатели, работающие на воде. Стоимость межорбитального перелета на нем начинается от $2 млн. Общая масса аппарата без полезной нагрузки составляет 80 кг, суммарная масса транспортируемых спутников – до 250 кг. Общий доступный импульс буксира – 100 кН*с, предельная дельта V – 1 км/с для 50 кг полезной нагрузки.

В перспективе Momentus планирует создать геостационарный буксир, использование которого будет обходиться заказчикам уже в $10 млн и более.

О первых клиентах компания Momentus объявила в мае 2020 года. Она взялась доставить на заданную орбиту 3U-кубсат польской компании SatRevolution в декабре этого года. На спутнике в космос отправятся приборы, разработанные несколькими университетами из Польши. Шотландская компания Alba Orbital при помощи тех же ракеты Falcon 9 и буксира Vigoride планирует вывести 10 пико-спутников PocketCube размерами всего 5 см. Кроме того, британский видеостриминговый стартап Sen в июне 2021 года хочет доставить на 500-километровую орбиту большой 16U-кубсат EarthTV.

16 июня Momentus сообщила о новом соглашении с болгарской компанией EnduroSat. Momentus обязалась доставить на разные орбиты в феврале 2021 года первый кувейтский спутник QMR-KWT и платформу для распределенных исследований SPARTAN от самой EnduroSat. Как и в предыдущих случаях, в космос аппараты будут выведены на ракете Falcon 9.

Компания Momentus Space была основана в 2017 году Михаилом Кокоричем. В прошлом Кокорич создал российский спутниковый стартап Dauria Aerospace, но из-за уголовного дела против НПО им. Лавочкина, открытого в 2014 году, он эмигрировал в США. Сейчас Dauria Aerospace прекратила свою деятельность. В Momentus вложил деньги фонд Noosphere Ventures украинско-американского бизнесмена Макса Полякова.

Обсудить

 

С 31 мая к Международной космической станции пристыкован частный пилотируемый корабль Crew Dragon 2. Его запуск стал триумфом частной космонавтики и заставил говорить о переходе инициативы в освоении космоса от государства к частникам.

Традиционно космонавтикой занимались государственные организации. Это было связано как с ее военно-политическим значением, так и с тем, что изучение и освоение космоса не могло приносить никакой прибыли. В США заказчиком выступало государственное аэрокосмическое агентство – НАСА, но работу для него выполняли как внутренние «Центры», так и частные подрядчики. Эта ситуация принципиально не изменилась до сих пор. В СССР и заказчик (Министерство общего машиностроения), и исполнители контролировались государством. После распада страны было сформировано космическое/авиакосмическое агентство, причем часть предприятий отрасли напрямую подчинялось ему, а другие находились под контролем Росимущества или даже были приватизированы. В ходе последней реформы Роскосмос был реорганизован в первую космическую госкорпорацию, и предприятия отрасли были переданы под ее контроль.

За прошедшие с появления космонавтики 70 лет, она научилась зарабатывать деньги. Спутники дистанционного зондирования Земли и метеорологические космические аппараты приносят ценные данные, однако основной доход дают большие геостационарные спутники связи. Телекоммуникационные компании заказывают и запускают космические аппараты стоимостью в сотни миллионов долларов, а зачем сдают в аренду их мощности. В результате эксплуатации этих спутников, переаренды и страхования, формируется оборот мировой космонавтики, исчисляемый несколькими сотнями миллиардов долларов в год.

Этот сегмент космического рынка переживает не лучшие времена. Более пяти лет подряд стоимость аренды транспондерной мощности спутников падает, причем быстрыми темпами, поскольку их заменяют наземные сети. С другой стороны, сами спутники становятся более надежными, и количество передающих транспондеров на них растет, а потому спутники реже требуют замены. Это не могло не сказаться на производителях: в прошлом году французско-итальянская компания Thales Alenia Space сократила 200 человек в своем спутникостроительном подразделении.

С начала 2020 года компания SpaceX выполнила 10 космических запусков. Их них в восьми случаях основной полезной нагрузкой выступали спутники системы низкоорбитальной связи Starlink, которую разрабатывает сама SpaceX, и в еще двух случаях заказчиком стало НАСА. Спутники для частных заказчиков запускались только в качестве попутной нагрузки. Arianespace выполнила два коммерческих запуска телекоммуникационных спутников. Ракеты российского Главкосмоса дважды использовались для запуска спутников компании OneWeb, однако весной она обанкротилась. Для сравнения, за первую половину 2017 года было запущено 11 коммерческих геостационарных спутников.

Новым явлением 2010-х годов помимо кризиса спутниковой связи стал бум малых космических аппаратов. Количество микроспутников, работающих на орбите Земли, уверенно растет. В большинстве своем, они принадлежат частным компаниям. Появился и первый оператор, нацеленный на запуски малых спутников – Rocket Lab. Однако, при всех успехах, следует помнить: это направление космонавтики развивается потому, что оно дешевое. Суммарный оборот малого спутникостроения и пусковых услуг исчисляется десятками или сотнями миллионов долларов, а не миллиардами и не сотнями миллиардов.

Государства остаются основным заказчиком метеорологических спутников и дистанционного зондирования Земли, хотя последние привлекают все больше частных клиентов. Но заказчиком Planet (оператор сети малых спутников зондирования Земли) выступают американские военные. Они же поддерживают перспективную сеть низкоорбитальной связи Starlink компании SpaceX – пока что уникальный проект, о перспективах которого говорить преждевременно.

Что касается пилотируемой космонавтики, то в ней государственные органы были и остаются единственными заказчиками. Рыночные отношения требуют наличия значимого количества заказчиков и значимого количества исполнителей, чтобы они могли конкурировать друг с другом за лучшие условия. Мирового рынка пилотируемых полетов не существует. Каждое государство отдает заказы национальным компаниям вне зависимости от качества и стоимости их услуг. Поэтому некорректно говорить о конкуренции «Союза» и Dragon, как это делают многие СМИ – во всяком случае, пока тот и другой не начали регулярно возить в космос туристов.

Особняком стоят США, где НАСА симулирует рыночные отношения, пытаясь создать конкуренцию среди поставщиков на внутреннем рынке. Однако это не меняет того, что заказчик остается один, да и о полнофункциональной конкуренции исполнителей говорить вряд ли можно. Государство вынуждено содержать нескольких подрядчиков, а потому заказ достается не только лучшему (в данном случае – SpaceX), но и тому, кто в рыночных условиях проиграл бы конкурентную борьбу (Boeing).

За пределами США подобный подход не используется. Это объясняется очень просто: другие космические агентства не могут себе позволить оплачивать дублирующих подрядчиков.

Ни одно государство в мире не способно вложить в космонавтику достаточно денег, чтобы обеспечить прорывное развитие. Свободный инвестиционный капитал есть у частных компаний, но пилотируемую космонавтику пока финансирует только государство. Именно поэтому прогресса в пилотируемых полетах мы не видим уже много лет.

Ожидается, что в ближайшие годы в космос начнут летать туристы. Те не менее, прибыль от таких полетов будет исчисляться десятками миллионов долларов, и пока неизвестно, насколько регулярными они станут. Зарабатывать на туристах можно при наличии в космосе станции, постройка и эксплуатация которой профинансированы государством, но эти десятки миллионов в год никак не окупят постройку частной станции.

НАСА – единственное космическое агентство, которое имеет продуманную стратегию коммерциализации пилотируемой космонавтики. Эта стратегия основана на косвенном субсидировании полетов за счет предоставления места на МКС и за счет расширения самостоятельности подрядчиков. Но НАСА не знает, когда частные компании смогут сами выступать заказчиками пилотируемых полетов и при этом обходиться без государственной поддержки.

Ситуация может измениться в двух случаях: если в результате технического прогресса орбитальное производство промышленных товаров станет выгодным, вопреки расходам на такое производство, либо же, если расходы на орбитальную транспортировку резко упадут. И тогда космонавтика двинется вперед темпами, каких мы не видели даже во времена космической гонки.

Компания SpaceX двигается во втором направлении. Она рассчитывает кардинально снизить стоимость космических запусков при помощи многоразовой ракетно-космической системы Super Heavy/Starship. Успех проекта пока остается под вопросом. За прошедший год SpaceX даже не повторила на более современных прототипах достижение 25 июля 2019 года – подскок аппарата Starhopper на высоту 150 м.

Первый полет частного пилотируемого космического корабля – значимое событие в истории космонавтики. Однако говорить о кардинальных изменениях в практике пилотируемых космических полетов нельзя – они остаются где-то в туманном будущем.

Пока же, роль государства в космонавтике скорее увеличивается, чем уменьшается.

Космическая лента

Обсудить

 

1. Рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» провела первый обзор небесной сферы.

3 июля 2019 года, с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» и астрофизической обсерваторией «Спектр-РГ» на борту. Через 100 дней космический аппарат добрался до точки либрации L2 системы Земля-Солнце. Не считая разгонных блоков, выводивших европейские космические аппараты, «Спектр-РГ» стал первым российским космическим аппаратом, который покинул орбиту Земли. Также он стал первым в истории России и СССР аппаратом, работающим в точке L2.

Основной инструмент обсерватории – немецкий рентгеновский телескоп eROSITA, разработанный в Институте внеземной физики им. М. Планка. Дополнительный телескоп «Спектра-РГ» ART-XC был изготовлен в Институте космических исследований РАН. Все данные с телескопа ART-XC обрабатываются в России, а карта неба, снятая телескопом eROSITA, разделена на две половины: немецкую и российскую.

8 декабря 2019 года после небольшой задержки, связанной со сбоями в работе телескопа eROSITA, обсерватория начала обзор всего неба. Совершая по шесть оборотов в день вокруг оси спутника, направленной на Солнце, телескопы обсерватории должны восемь раз просканировать небесную сферу в рентгеновском диапазоне волн. На один обзор неба у обсерватории уходит шесть месяцев.

На этой неделе Институт космических исследований РАН отчитался о завершении первого обзора неба при помощи «Спектра-РГ». 10 июня была опубликована карта неба, построенная по данным российского телескопа. А 12 июня ИКИ опубликовал снятые eROSITA карты той половины неба, за обработку и анализ которой отвечают российские астрофизики, в двух энергетических диапазонах: 0,3-0,7 кэВ и 0,7-2,3 кэВ. Всего на этих картах зарегистрировано около полумиллиона рентгеновских источников. Подробнее о результатах первого обзора неба телескопом «Спектр-РГ» можно прочитать здесь.

2. Луноход NASA для поисков и изучения воды доставит на Луну компания Astrobotic.

11 июня американское космическое агентство объявило победителя в конкурсе по доставке на Луну лунохода VIPER. $199,5 млн достанутся компании Astrobotic, которая была одним из первых участников программы CLPS (Commercial Lunar Payload Services, Коммерческая доставка грузов на Луну), и в более отдаленном прошлом получала техническую помощь от НАСА в качестве участника частного «конкурса луноходов» Google Lunar X-PRIZE.

В рамках программы CLPS летом 2021 года Astrobotic планирует запустить на Луну на новой ракете «Вулкан» компании ULA посадочный аппарат Peregrine. Полезная нагрузка у него составляет всего 90 кг, а потому для доставки 300-килограммового лунохода VIPER компании Astrobotic потребуется создать новую посадочную платформу. Она получила название Griffin. Эта платформа сможет доставить на Луну до 475 кг полезного груза. Ее отличием является «низкая посадка», что упростит сход лунохода на поверхность.

Космическая лента

Обсудить

 

1. S7 Space может продать «Морской старт» Росатому.

ТАСС со ссылкой на неназванные источники сообщает, что компания S7 Space ведет переговоры с Росатомом о продаже двух кораблей плавучего космодрома «Морской старт». S7 мотивирует свое желание отказаться от космодрома избавлением от непрофильных активов в тяжелой экономической ситуации.

Весной 2020 года корабли «Морского старта» были транспортированы из Калифорнии во Владивосток. S7 оценивает стоимость возобновления эксплуатации космодрома как «крайне высокую», ссылаясь на отсутствие необходимой инфраструктуры на Дальнем Востоке и демонтаж важного оборудования перед отправкой кораблей из США – под важным оборудованием, по всей видимости, имеется в виду только антенна связи с американской системой спутников-ретрансляторов TDRS, аналогом которой является российская система «Луч». Из-за пандемии COVID-19 отрасль авиационных перевозок пострадала сильнее других, и лишних денег у S7 сейчас просто нет.

Росатом никак не комментирует возможную покупку, и нам неизвестно, есть ли у госкорпорации реальная заинтересованность в приобретении кораблей «Морского старта».

2. Запуск лунохода VIPER сдвигается на конец 2023 года.

VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, полярный луноход для исследования летучих веществ) – проект научно-исследовательского лунохода, который НАСА планирует запустить на Луну в рамках подготовки к пилотируемым экспедициям. Основной его целью будет поиск и изучение водяного льда, который, как считается, присутствует вблизи южного полюса Луны. Разработкой VIPER руководит Исследовательский центра НАСА им. Эймса.

Благодаря ранее проведенным исследованиям мы знаем, что содержание водяного льда в реголите увеличивается к полюсам и особенно велико в затененных кратерах. Ученые объяснили такое распределение наличием «холодных ловушек» – затененных кратеров, внутрь которых никогда не попадает солнечный свет. В таких местах всегда сохраняется низкая температура, и лед на поверхности Луны может существовать в течение долгого времени, не превращаясь в пар.

Без прямого изучения сложно сказать наверняка, в каком виде находится вода на Луне. Молекулы воды могут входить в состав молекул минералов. Такое состояние называется связанным, и с практической точки зрения связанная вода большой пользы не принесет. Водяной лед также может быть перемешан с реголитом в виде мелких частиц в сравнительной невысокой концентрации. Наконец, лед может формировать отдельные относительно чистые линзы.

Луноход VIPER должен ответить на вопросы о том, где находится вода на Луне, в каком виде она там представлена и можно ли использовать ее для снабжения будущих пилотируемых экспедиций. На основе собранных им данных ученые начнут строить карту водных ресурсов на Луне.

Разработка лунохода в Исследовательском центре НАСА им. Эймса велись уже несколько лет, но одобрение агентства и имя VIPER он получил лишь недавно. Предполагалось, что луноход будет запущен до конца 2022 года. Однако в Центре Эймса не было наработок по лунной посадочной станции, и потому НАСА решило привлечь для доставки VIPER на Луну коммерческих подрядчиков. У агентства уже есть активная программа по коммерческой доставке грузов на Луну CLPS – Commerical Lunar Payload Services. В феврале 2020 года НАСА объявило, что принять участие в конкурсе на запуск VIPER могут участники этой программы. При этом срок запуска сдвинулся на 2023 год.

Дополнительной проблемой стали размеры VIPER. Его масса составляет около 300 кг, тогда как грузоподъемность посадочных платформ, разработанных для программы CLPS, ограничивается десятками кг.

Компания, которая получит контракт, будет объявлена в четверг 11 июня. Согласно сообщению на сайте НАСА, запуск VIPER сместился на конец 2023 года.

Космическая лента

Обсудить

 

Компания SpaceX готовится возобновить испытания прототипов своей новой сверхтяжелой ракеты Starship после аварии, которая произошла две недели назад.

Полностью многоразовая ракетно-космическая система Super Heavy/Starship состоит из первой ступени (ускорителя) Super Heavy, которая после отделения будет выполнять вертикальную реактивную посадку, и второй ступени Starship, которая, одновременно, играет роль космического корабля. За один полет SH/Starship сможет доставлять на орбиту 100 т и возвращать на Землю 50 т грузов. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м.

Основные усилия SpaceX в последний год сосредоточены на создании корабля Starship. Работа ведется итерационным методом: SpaceX один за другим создает все более совершенные прототипы, которые должны постепенно приблизить ее к орбитальному полету.

Наибольший успех был достигнут с прототипом Starship SN4. Его предшественники взрывались при криогенных заправочных испытаниях, но SN4 прошел их успешно, как и пять статических огневых испытаний. 29 мая, после завершения пятого прожига, Starship SN4 взорвался. Впервые взрывом был уничтожен двигатель Raptor. Кроме того, от него серьезно пострадало стендовое оборудование.

Поскольку SH/Starship является собственным внутренним проектом SpaceX, она не отчитывается публично о ходе работ и расследовании аварий. В трансляции с места событий мы видели, что взрыв произошел после завершения огневых испытаний, и ему предшествовала утечка топлива, которая происходила вблизи поверхности. Согласно первым предположениям, проблема возникла в системе заправки. Позднее, отвечая на вопрос журналиста, Илон Маск сказал, что утечка топлива произошла из-за некорректной работы оборудования при испытаниях быстрого отделения заправочного шланга. В реальном полете быстрое отделение происходит, когда ракета отрывается от стартового стола.

Судя по тому, что SpaceX не остановила постройку новых прототипов Starship, существенные изменения в проекте ракеты не требуются. 3 июня на полигоне Бока-Чика был установлен каркас нового испытательного стенда – он уже находился в производстве на момент аварии, а потому замена заняла мало времени. В последующие дни специалисты продолжили восстановление наземного оборудования.

Согласно уведомлению, поданному SpaceX, заправочные испытания Starship SN5 состоятся не ранее 10 июня. Аппарат может быть установлен на стенд уже сегодня. До конца текущей недели или на следующей неделе можно ожидать статические огневые испытания. После нескольких успешных прожигов состоится полет на высоту 150 м.

Помимо Starship SN5, в Бока-Чика завершается сборка Starship SN6, и, кроме того, на площадке были замечены первые переборки для SN7.

Ранее предполагалось, что Starship SN4 выполнит прыжок на высоту до 150 м, а SN5 поднимается до 20 км. Неизвестно, как повлияла авария на планы SpaceX. Если проводить аналогию с аварией SN3, то пятый прототип будет использован только для короткого подскока, а SN6 и последующие аппараты поднимутся на высоту 3 км и, впоследствии, 20 км. В этом случае на Starship SN5 будет установлен один двигатель Raptor вместо ранее планировавшихся трех.

Предыдущий полет в Бока-Чика состоялся почти год назад, 19 августа 2019 года. Тогда на 150-метровую высоту поднялся уменьшенный и упрощенный прототип Starhopper.

Ссылка: nasaspaceflight.com

Обсудить

 

Термозонд HP3, предоставленный Немецким космическим агентством, – один из двух основных приборов марсианской исследовательской станции InSight. Он состоит из наземной платформы, зонда-крота и соединяющей их ленты с термодатчиками. «Крот» представляет собой тонкий металлический цилиндр длиной 40 см. В результате работы ударного механизма он должен погрузиться на глубину до 5 м, после чего при помощи установленных не ленте термодатчиков он сможет собрать информацию о сезонных изменениях температуры грунта вблизи поверхности Марса.

Почти с самого начала работы прибора в феврале 2019 года, погружение HP3 происходило не так, как рассчитывали ученые. «Крот» проник под поверхность на 35 см, но при последующих включениях он не продолжил опускаться, а приобрел наклон около 30 градусов. Ученые объяснили это недостатком трения на стенках устройства. Они предприняли несколько попыток исправить ситуацию. Для этого при помощи руки-манипулятора была перенесена в сторону опорная платформа, в отверстие вокруг зонда был засыпан песок, а сам зонд был прижат сбоку совком для увеличения трения.

Осенью 2019 года погружение зонда возобновилось, и после нескольких включений механизма над поверхностью осталось всего 2-3 см «крота». Однако затем произошло неожиданное: в результате очередного сеанса работы ударного механизма «крот» выполз на поверхность более чем на 15 см и приобрел дополнительный наклон. Это повторилось и в следующий раз, а затем – даже при надавливании на стенку «крота» совком, установленным на руке-манипуляторе.

Рассмотрев все возможные варианты, ученые предложили не надавливать на стенку «крота» краем совка, а придавить его совком сверху. Ранее этого решения избегали, чтобы случайно не повредить ленту с датчиками, закрепленную на верхнем конце «крота». 11 марта зонд, торчащий из поверхности на 11 сантиметров, начал опускаться. К началу июня он почти полностью погрузился под поверхность Марса. Для этого потребовалось шесть включений ударного механизма.

Сейчас передний край совка находится в одном миллиметре от поверхности, а противоположный край приблизительно на 1 см выше поверхности. С учетом того, что первый сантиметр реголита от поверхности в районе погружения зонда сложен рыхлым, легко сжимаемым песком, при следующем включении ударного механизма совок все еще будет надавливать на верхнюю крышку «крота». Однако в ходе этой же серии ударов крот должен стать недосягаемым для совка, и тогда ученые поймут, может ли он продвигаться вперед самостоятельно.

Даже если «крота» опять вытолкнет на поверхность, немецкие ученые на этом не остановятся. Они рассматривают два варианта возможных действий. Во-первых, для создания дополнительного давления можно надавить совком на реголит в точке погружения зонда. Во-вторых, совок можно развернуть, чтобы надавливать на зонд узким ребром. Тогда он сможет дольше помогать погружению «крота».

В северном полушарии Марса скоро начнется зима, а вместе с ней придут пылевые штормы. Светопроницаемость атмосферы снизится, а вместе с ней – выработка электричества солнечными батареями. Энергию придется экономить, и некоторые энергоемкие операции с рукой-манипулятором будут недоступны. Таким образом, дальнейшие попытки спасти научный эксперимент замедлятся, если успех не будет достигнут в июне.

Ссылка: dlr.de

Обсудить

 

В 2019 году государства-члены Европейского космического агентства приняли решение о разработке посадочного аппарата, который сможет доставлять грузы на поверхность Луны. Программа получила название EL3 – European Large Logistics Lander, «Европейский тяжелый грузовой посадочный аппарат».

Для запусков этого аппарата ЕКА намерено использовать ракету «Ариан-64» компании Arianespace, которая будет стартовать из Гвианского космического центра (Куру). Предполагается, что первая миссия на Луну состоится во второй половине 2020-х годов, и полеты продолжатся в 2030-х.

Европейский посадочный аппарат сможет выполнять посадки как в экваториальной части Луны, так и на полюсах, а его грузоподъемность составит 1,5 тонны. EL3 может использоваться для доставки грузов астронавтам, работающим на поверхности Луны, а также в самостоятельных научно-исследовательских миссиях. Теоретически, он даже сможет доставить на Луну взлетную ракету для возвращения образцов грунта или других грузов на Землю.

После определения основных технических характеристик посадочного аппарата ЕКА приступило к сбору идей для будущих исследовательских миссий. Агентство заинтересовано в исследовании лунных пещер, доставке телескопов на дальнюю сторону Луны, в поиске и изучении лунного льда.

Ссылка: esa.int

Обсудить