Хорошая новость — подвешенный в начале года без финансирования проект сверхлегкой ракеты SS-520 будет продолжен, и второй запуск состоится в промежутке декабрь-январь. Параллельно в другом полушарии готовится к повторным испытаниям сверхлегкая ракета Electron. В Швеции рассматривается вопрос о преобразовании геофизического полигона в космодром, на рынке тяжелых геостационарных спутников наблюдается любопытный эффект, и даже Стратегическое командование Вооруженных сил США хочет другие спутники. Космос «полегчает»?
Старт РН SS-520-4, фото JAXA
Одна из самых легких в истории космонавтики, японская ракета-носитель SS-520 разрабатывалась на базе геофизической ракеты (тут подробнее). Первый пуск состоялся 14 января 2017 года и закончился неудачей — спустя 20 секунд полета пропала телеметрия с ракеты, наземный ЦУП не дал команды на включение второй ступени, и ракета с полезной нагрузкой упала в океан. Меньше чем через месяц причина аварии была обнаружена. Тот факт, что последние миллисекунды перед исчезновением сигнал стал ненормальным и шел с перерывами, сделал главным подозреваемым замыкание бортовой электросистемы. Инженеры провели анализ и нашли потенциально слабое место между второй и третьей ступенями, где пучок кабелей входил в техническое отверстие.
Подозреваемый участок, фото JAXA
Кабель был в оплетке, но она могла быть повреждена вибрацией. Для проверки образец кабеля установили в вибростенд, приложили расчетное натяжение и подвергли вибрации, аналогичной полетной. В зависимости от частоты вибрации изоляция разрушалась спустя 20-30 секунд.
Натурный эксперимент, фото JAXA
Устранить неисправность оказалось очень просто, и различные компании выражали интерес в продолжении проекта. Поэтому японское космическое агентство приняло решение о проведении повторной миссии. По оценке Nikkei она будет стоить от 2,64 до 4,4 миллионов долларов. На первый эксперимент потратили $3,5 миллиона. Но крайняя простота конструкции должна сделать эту ракету дешевой в серийном производстве — на SS-520 система управления включается только между участками работы первой и второй ступеней, а все остальное время ракета должна стабилизироваться вращением. Полезная нагрузка в ~4 кг позволит запустить один большой кубсат 3U или 4U или до четырех маленьких 1U.
Вторая попытка запуска запланирована на утро 25 декабря с возможностью переноса до 31 января 2018. Полезной нагрузкой будет кубсат 3U (10х10х30 см) TRICOM-1R для съемки земной поверхности, аналогичный потерянному в аварии TRICOM-1. Его создание поддерживает Министерство экономики, торговли и промышленности Японии.
TRICOM-1R, рисунок JAXA
РН Electron на космодроме, фото Rocket Lab
Сверхлегкая ракета-носитель Electron в конце мая этого года потерпела аварию тоже по глупой до обидного причине — один неверно установленный тумблер на оборудовании подрядчика привел к потере телеметрии и отправке сигнала на аварийное прекращение полета. Electron тяжелее SS-520, но тоже относится к сверхлегкому классу, его грузоподъемность составляет 150 кг на полярную орбиту или до 225 кг на орбиту с наклонением 45°. В конструкции ракеты использованы интересные технические решения — электрический привод насосов, 3D-печать, композитные баки и услуга логистики головной части (подробнее тут).
В отличие от первого запуска, когда в качестве полезной нагрузки был макет, в этот раз попытаются запустить реальные спутники — один Dove компании Planet Labs (не путайте — Rocket Labs делает ракету Electron, а Planet Labs — спутники Dove/Flock, никакой фантазии в названиях...) и два спутника Lemur-2 компании Spire. Все три аппарата являются кубсатами 3U, ракета будет лететь недогруженной, но зато в случае их потери, компании не понесут серьезного ущерба.
Дата запуска еще не объявлена, но ракета уже прибыла на космодром, а запуск получил название «Все еще тестируем» (первая попытка называлась «Это тест»). Ориентировочно старт будет осуществлен в течение ближайших недель. Частной космической компании приходится активней пиариться, чем государственному агентству, поэтому пуск Electron будет освещаться лучше, чем SS-520 №5.
Космический центр Эсрейндж, фото Swedish Space Corp
Правительство Швеции решило провести оценку пригодности расширения космического центра Эсрейндж в полноценный космодром. Расположенный на 68° северной широты, центр был открыт в 1966 году и занимается запуском геофизических ракет и атмосферных зондов, а так же используется для связи со спутниками. В случае превращения в космодром он станет самым северным в мире — Плесецк на 5° южнее. Это делает его совершенно бесполезным для геостационарной орбиты, но вот на полярные орбиты он сможет запускать спутники так же эффективно, как и любой другой космодром. Проведение оценки пригодности означает, что Эсрейндж может и не стать космодромом, но, учитывая мировой интерес к рынку микроспутников, шансы такого расширения достаточно велики. Также пока слишком рано говорить о том, какую ракету-носитель там будут запускать. В последние годы оттуда стартовали геофизические ракеты VSB-30 и Improved Orion, из первой теоретически можно попытаться сделать РН в стиле SS-520, но никто не мешает разработать и новый проект.
Еще две свежие новости имеют отношение к теме легких полезных нагрузок. Во-первых, в недавнем интервью президент SpaceX Гвин Шотвелл сказала, что они заметили провал в заказах спутников на геостационарную орбиту. Действительно, если раньше нормой являлось 20-25 заказов на новые спутники в год, то последние два года это число снижалось, а в 2017 подписано всего 8 контрактов. Никто не знает, является ли этот провал временным, или же происходит тектонический сдвиг в область не-геостационарных спутников. Недавний успех Planet Labs или нашумевшие проекты сотен связных спутников от OneWeb или SpaceX — все это не-геостационарные группировки.
Во-вторых, совсем недавно глава Стратегического командования ВС США генерал Джон Хайтен (John Hyten) заявил, что ему категорически не нравятся тяжелые военные спутники, разработанные для условий мирного космоса и представляющие из себя «большие, жирные, сочные цели». Это не значит, что генерал хочет их вооружить. Нет, по его мнению, надо разрабатывать группировки дешевых небольших спутников, которые смогут пережить потерю нескольких аппаратов, а уничтожить их все будет непросто. Предупреждая возможные комментарии сразу скажу, что распространенное мнение о возможности закрыть орбиту «ведром гаек» неверно — небольшое разнесение спутников по высоте и параметрам орбиты потребует нерационально большое количество «гаек» для их уничтожения.
Сверхлегкие ракеты-носители проигрывают по формальному параметру стоимости килограмма на орбиту более грузоподъемным. Но возможность запустить спутник в нужное время на орбиту с нужными параметрами может перевесить финансовые потери от затрат времени на ожидание попутного «большого» спутника. Энтузиасты космонавтики часто мечтают о сверхтяжелых ракетах — только они могут вывести достаточно груза для движения за пределы низкой околоземной орбиты. Такие проекты разрабатываются, но совершенно непонятно, что с ними сделает наблюдаемая миниатюризация спутников. Будут ли сверхтяжелые ракеты выводить тысячи спутников или же вымрут, уступив сверхлегким ракетам (на которых уже базу на Луне не построишь), покажет будущее.
Старт РН SS-520-4, фото JAXA
SS-520 №5
Одна из самых легких в истории космонавтики, японская ракета-носитель SS-520 разрабатывалась на базе геофизической ракеты (тут подробнее). Первый пуск состоялся 14 января 2017 года и закончился неудачей — спустя 20 секунд полета пропала телеметрия с ракеты, наземный ЦУП не дал команды на включение второй ступени, и ракета с полезной нагрузкой упала в океан. Меньше чем через месяц причина аварии была обнаружена. Тот факт, что последние миллисекунды перед исчезновением сигнал стал ненормальным и шел с перерывами, сделал главным подозреваемым замыкание бортовой электросистемы. Инженеры провели анализ и нашли потенциально слабое место между второй и третьей ступенями, где пучок кабелей входил в техническое отверстие.
Подозреваемый участок, фото JAXA
Кабель был в оплетке, но она могла быть повреждена вибрацией. Для проверки образец кабеля установили в вибростенд, приложили расчетное натяжение и подвергли вибрации, аналогичной полетной. В зависимости от частоты вибрации изоляция разрушалась спустя 20-30 секунд.
Натурный эксперимент, фото JAXA
Устранить неисправность оказалось очень просто, и различные компании выражали интерес в продолжении проекта. Поэтому японское космическое агентство приняло решение о проведении повторной миссии. По оценке Nikkei она будет стоить от 2,64 до 4,4 миллионов долларов. На первый эксперимент потратили $3,5 миллиона. Но крайняя простота конструкции должна сделать эту ракету дешевой в серийном производстве — на SS-520 система управления включается только между участками работы первой и второй ступеней, а все остальное время ракета должна стабилизироваться вращением. Полезная нагрузка в ~4 кг позволит запустить один большой кубсат 3U или 4U или до четырех маленьких 1U.
Вторая попытка запуска запланирована на утро 25 декабря с возможностью переноса до 31 января 2018. Полезной нагрузкой будет кубсат 3U (10х10х30 см) TRICOM-1R для съемки земной поверхности, аналогичный потерянному в аварии TRICOM-1. Его создание поддерживает Министерство экономики, торговли и промышленности Японии.
TRICOM-1R, рисунок JAXA
«Все еще тестируем»
РН Electron на космодроме, фото Rocket Lab
Сверхлегкая ракета-носитель Electron в конце мая этого года потерпела аварию тоже по глупой до обидного причине — один неверно установленный тумблер на оборудовании подрядчика привел к потере телеметрии и отправке сигнала на аварийное прекращение полета. Electron тяжелее SS-520, но тоже относится к сверхлегкому классу, его грузоподъемность составляет 150 кг на полярную орбиту или до 225 кг на орбиту с наклонением 45°. В конструкции ракеты использованы интересные технические решения — электрический привод насосов, 3D-печать, композитные баки и услуга логистики головной части (подробнее тут).
В отличие от первого запуска, когда в качестве полезной нагрузки был макет, в этот раз попытаются запустить реальные спутники — один Dove компании Planet Labs (не путайте — Rocket Labs делает ракету Electron, а Planet Labs — спутники Dove/Flock, никакой фантазии в названиях...) и два спутника Lemur-2 компании Spire. Все три аппарата являются кубсатами 3U, ракета будет лететь недогруженной, но зато в случае их потери, компании не понесут серьезного ущерба.
Дата запуска еще не объявлена, но ракета уже прибыла на космодром, а запуск получил название «Все еще тестируем» (первая попытка называлась «Это тест»). Ориентировочно старт будет осуществлен в течение ближайших недель. Частной космической компании приходится активней пиариться, чем государственному агентству, поэтому пуск Electron будет освещаться лучше, чем SS-520 №5.
Ракеты идут на север
Космический центр Эсрейндж, фото Swedish Space Corp
Правительство Швеции решило провести оценку пригодности расширения космического центра Эсрейндж в полноценный космодром. Расположенный на 68° северной широты, центр был открыт в 1966 году и занимается запуском геофизических ракет и атмосферных зондов, а так же используется для связи со спутниками. В случае превращения в космодром он станет самым северным в мире — Плесецк на 5° южнее. Это делает его совершенно бесполезным для геостационарной орбиты, но вот на полярные орбиты он сможет запускать спутники так же эффективно, как и любой другой космодром. Проведение оценки пригодности означает, что Эсрейндж может и не стать космодромом, но, учитывая мировой интерес к рынку микроспутников, шансы такого расширения достаточно велики. Также пока слишком рано говорить о том, какую ракету-носитель там будут запускать. В последние годы оттуда стартовали геофизические ракеты VSB-30 и Improved Orion, из первой теоретически можно попытаться сделать РН в стиле SS-520, но никто не мешает разработать и новый проект.
Тренды?
Еще две свежие новости имеют отношение к теме легких полезных нагрузок. Во-первых, в недавнем интервью президент SpaceX Гвин Шотвелл сказала, что они заметили провал в заказах спутников на геостационарную орбиту. Действительно, если раньше нормой являлось 20-25 заказов на новые спутники в год, то последние два года это число снижалось, а в 2017 подписано всего 8 контрактов. Никто не знает, является ли этот провал временным, или же происходит тектонический сдвиг в область не-геостационарных спутников. Недавний успех Planet Labs или нашумевшие проекты сотен связных спутников от OneWeb или SpaceX — все это не-геостационарные группировки.
Во-вторых, совсем недавно глава Стратегического командования ВС США генерал Джон Хайтен (John Hyten) заявил, что ему категорически не нравятся тяжелые военные спутники, разработанные для условий мирного космоса и представляющие из себя «большие, жирные, сочные цели». Это не значит, что генерал хочет их вооружить. Нет, по его мнению, надо разрабатывать группировки дешевых небольших спутников, которые смогут пережить потерю нескольких аппаратов, а уничтожить их все будет непросто. Предупреждая возможные комментарии сразу скажу, что распространенное мнение о возможности закрыть орбиту «ведром гаек» неверно — небольшое разнесение спутников по высоте и параметрам орбиты потребует нерационально большое количество «гаек» для их уничтожения.
Заключение
Сверхлегкие ракеты-носители проигрывают по формальному параметру стоимости килограмма на орбиту более грузоподъемным. Но возможность запустить спутник в нужное время на орбиту с нужными параметрами может перевесить финансовые потери от затрат времени на ожидание попутного «большого» спутника. Энтузиасты космонавтики часто мечтают о сверхтяжелых ракетах — только они могут вывести достаточно груза для движения за пределы низкой околоземной орбиты. Такие проекты разрабатываются, но совершенно непонятно, что с ними сделает наблюдаемая миниатюризация спутников. Будут ли сверхтяжелые ракеты выводить тысячи спутников или же вымрут, уступив сверхлегким ракетам (на которых уже базу на Луне не построишь), покажет будущее.
