Больше малого космоса?

    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

    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.
    Поддержать автора
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 38

      +2
      Меньше чем через месяц причина аварии была обнаружена.
      Electron в конце мая этого года потерпела аварию тоже по глупой до обидного причине
      Как говорил Сергей Павлович: «Поймите главное: идет процесс познания. Да, мы ошибаемся, делаем глупости, иногда случаются неудачи серьезные.» Такие малые ракеты до них ни делала никто, никто не использовал такие технологии при производстве ракет, да и значительная часть сотрудников (по крайней мере у Rocket Lab) в космонавтике до этого не работала. Так что для них это почти 1965 год (когда Королёв это сказал).
      Никто не знает, является ли этот провал временным, или же происходит тектонический сдвиг в область не-геостационарных спутников.
      А не может это быть чистым ростом надёжности/сроков эксплуатации текущих спутников? Вроде гарантированный срок эксплуатации потихоньку растёт.
      а Planet Labs — спутники Dove/Flock, никакой фантазии в названиях...)
      По-моему простенько и со вкусом). По крайней мере у них основной рынок это продажа спутниковых снимков, а не самих спутников. Так что тратить мыслительные ресурсы на придумывание названий для «рабочих лошадок» — особо смысла нет.
        +4
        Срок жизни спутников на ГСО определяется в большей степени запасами топлива, нежели надёжностью электроники, и как был примерно 15 лет, так и остался.

        Шутка про отсутствие фантазии относилась к названиям Planet Labs и Rocket Labs
          0
          Срок жизни спутников на ГСО определяется в большей степени запасами топлива, нежели надёжностью электроники, и как был примерно 15 лет, так и остался.
          Так спутников с ионными двигателями как раз становится всё больше вроде? У них в этом плане ограничения по сроку службы намного мягче. И новые солнечные батареи теперь не так быстро деградируют, так что проблем с питанием для корректировок орбиты быть не должно.

          Если затея с твердотопливными ионными двигателями выгорит — наверное и от гиродинов можно будет отказаться (продублировав ионные двигатели и сети их питания). Тогда движущихся частей в спутнике почти не останется и ресурс повысится ещё.
          Шутка про отсутствие фантазии относилась к названиям Planet Labs и Rocket Labs
          Извиняюсь, не правильно понял.
            +3
            У них в этом плане ограничения по сроку службы намного мягче.

            Есть еще, как не странно, моральное устаревание спутников. Сейчас на всех новых спутниках стоят машрутизаторы сигнала, которые по сути, привязаны к используемым протоколам (хотя их и стараются сделать гибкими под будущие протоколы). Плюс, например, развитие пространственного переиспользования спектра с помощью больших разворачиваемых отражателей. Т.е. спутники на месте не стоят, и через 15-20 лет они уже далеко не так конкурентноспособны.

              –1

              Вроде, маршрутизация (да и коммутация) — обычно реализуется софтом. Ну и что мешает залить туда новый софт (кроме ограничений на размер памяти)?

                +1
                Ну вот смотрите. Берем спутник 10 лет назад. 2006. О LTE и соответсвенных протоколах ничего не было известно.

                Солнечные батареи были с кпд 10%, деградация в космосе 20% за 5 лет.

                Аккумуляторы — кадмий.

                Скорость передачи — единици и дестяки мегабит.
                Ионного двигателя нет, система разгрузки — химический движок.
                  0

                  Я так и не понял, что мешает залить в спутник программу с поддержкой LTE. Энергии не хватает? Или с химическим двигателем несовместимо?


                  Вот скорость канала — да, зашита в аппаратуре.


                  Тут вопрос только в том, надо ли дальше держать спутник на орбите, или топить в океане. Если канал юзабельный (т.е. оправдывает существование спутника), а спутник ещё живой (может корректировать орбиту и запитывать себя от солнечного света), то надо заливать в него новую прошивку и жить дальше.

                    +3
                    А что мешает в ваш старенький телефон залить программу с поддержкой LTE?
                      +1
                      Мешает отсутвие технологий в момент проектирования спутника, которому сейчас 10 лет.
                      LTE нельзя зашить практически ни в одну схему из доступных 10 лет назад.
                        0

                        Ой, я был невнимателен.


                        Термин "LTE", как и "Ethernet" — обозначает набор протоколов разного уровня. Часть этих протоколов (самые нижние — относящиеся к каналу) реализованы аппаратно, поэтому зашить их в старые устройства нельзя.
                        Вот только к маршрутизации это отношения не имеет.


                        PS: Если разработчики создают негибкие системы без изолированных уровней абстракции — так и будет.

                          +1
                          А представьте, что гибкая система будет на порядок дороже и с ненулевой вероятностью окажется недостаточно гибкой…
                          Плюс половина маршрутизации насколько я понимаю, это выбор частоты ретрансляции сигнала без обработки, а тут опять выльется в несовпадение фильтров, характеристик, задержек и т.д.
                            +2
                            Не было никакой возможно предусмотреть LTE и вписать в спутники малошумящие контуры для него(которых тогда не было).
                            Смысл в маршрутизации, если матрица не позволяет больше 10гбит или задержку меньш 10мс. Предлагаете во все спутники ставить сверхновые матрицы? Не получится, очень уж дорого будет.

                            Вот в том то и состоит моральное устаревание спутников.
                  +1
                  Только на наших спутниках что-то электроника тоже до 15 лет не всегда дотягивает.
                  Есть обычная деградация, есть накопленная доза радиации и обычно всё рассчитывают впритык.
                +10
                Такие малые ракеты до них ни делала никто, никто не использовал такие технологии при производстве ракет, да и значительная часть сотрудников (по крайней мере у Rocket Lab) в космонавтике до этого не работала


                Перетёршийся об острый край шлейф или неверно перекинутый тумблер к «технологиям производства ракет» не имеют никакого отношения, это common knowledge для любого инженера.

                При виде фотографии японской ракеты мне в эты дырку поставить полиэтиленовую шайбу хочется прямо-таки рефлекторно.

                Поэтому неопытность разработчиков — да. Космические технологии, которые так плохо изучены — нет.

                А не может это быть чистым ростом надёжности/сроков эксплуатации текущих спутников?


                Само по себе увеличение срока эксплуатации продукта снижает стоимость владения им, а соответственно, увеличивает спрос на такие продукты. В большинстве случаев это даёт положительный баланс, не отрицательный.
                  0
                  Перетёршийся об острый край шлейф или неверно перекинутый тумблер к «технологиям производства ракет» не имеют никакого отношения, это common knowledge для любого инженера.
                  Тумблер там был не у самой фирмы Rocket Labs, а у подрядчика. И я так понимаю что на всю Новую Зеландию такой подрядчик заведующий безопасностью полётов может быть вообще один — так что тут остаётся только посочувствовать Rocket Labs и пожелать чтобы их подрядчики разобрались у себя с этим делом, чтобы такого больше никогда не было.
                  Само по себе увеличение срока эксплуатации продукта снижает стоимость владения им, а соответственно, увеличивает спрос на такие продукты. В большинстве случаев это даёт положительный баланс, не отрицательный.
                  В долгосрочной перспективе — да, вы правы. Но если идёт резкий переход хим. двигатели/ионники и срок эксплуатации скажем с 15 лет резко перескакивает на 25 — то в какой-то момент у вас будет обрушение спроса, затем медленный подъём и только уже за ним наращивание спроса.
                    +3
                    Резкие переходы только в пресс-релизах у производителей чудо-аккумуляторов в три раза лучше литиевых бывают — через два года выпустим первый, а через три завоюем мир, дайте денег же нам быстрее.

                    Любая реальная технология внедряется достаточно долго, чтобы рынок успел подстроиться, тем более, в такой недешёвой отрасли, как космос — мало кто рискнёт сходу бухнуть несколько сотен лямов на спутник, двигло в котором не прошло обкатки, испытаний и эксплуатации на моделях подешевле.
                +2
                Скоро ли ждать второго открытия Пенемюнде? :)
                  +2

                  Да, Германия отстает в этой отрасли как-то.

                  +1
                  К слову хроника запуска в 1970 году на Эсрейндж
                  Youtube

                    +1

                    На данном этапе спрос на малые ракеты растет вместе с рынком кубсатов и будет расти. Другое дело, что РН Электрон может захватить большую часть этого рынка, выйдя на свою производственную мощность 50-100 пусков в год.
                    Любопытные узнать что произойдет с рынком ГСО спутников, которые являются основными поставщиками спутникового интернета и телевидения, ведь лет через 10 можно ожидать развертывание двух крупных группировок спутников (One Web и Starlink-SpaceX), сигнал которых будет покрывать всю земную поверхность. Потребность в новых ГСО спутниках сильно снизится, как и пусков на эту орбиту.

                      +1
                      Озвучивается альтернативный вариант запуска мощных вещательных платформ с солнечными батареями большой площади. Обещают, что они за счет большой мощности передатчиков обеспечат прием сигнала на Земле без каких-то специальных антенн.
                        0

                        Не важно какая концепция победит — главное спутниковый интернет станет массовым и скорее всего дешёвым

                          0
                          И для игр непригодный — большой пинг.
                            +1

                            А спутниковый интернет для игр и не так уж нужен… Ну только может быть для школьников отправленных в деревню к бабушке на каникулы.


                            Мне бы он пригодился для походов, карту скачать, фотки переслать в облако для освобождения места, узнать как лечить укус вот этой змеи и тд. :) Но с текущими источниками питания он бесполезен для меня.


                            Но лучше всего он подойдет морякам, которые месяцами в рейсах без захода в порт, можно будет по скайпу поговорить с родней, а не мучать радиста с смс со спутникового телефона. И иным людям оторванным от цивилизации.

                              +1
                              200км орбиты типа как в проекте SpaceX на самом деле дают МЕНЬШЕ чем оптика пинг. В вакууме свет движется быстрее, чем в стекле.
                                +1
                                Вопрос маршрутизации. Где будет наземный шлюз, как работает маршрутизация на Земле и на спутниках. Возможно в соседний город пакет попадет пролетев полЗемли и вторую пройдя по наземным кабелям.
                                  +2
                                  Ну так это будет вопрос денег. И сейчас у нас, например, есть варианты в соседнее здание через Франкфурт попасть.
                                  В любом случае нисходящие гейты будут во всех больших точках присутвия. Тоесть в вашем случае в Франкфурте точно, может еще и в Москве.
                                    +1
                                    Боюсь, что в РФ не будет. Национальная фильтрация трафика geektimes.ru/post/291709 и тенденции гонять российский трафик внутри России не укладываются в модель работы такой спутниковой связи.
                                      0
                                      Не переживайте, поставят в Киеве, а оттуда до РФ 40мс по яндексу-оптике.
                                        0
                                        Как это выполнит требование фильтрации трафика?
                                        Хотя пусть сначала запустят, тогда в Думе придумают как их нагибать.
                          0
                          Группировки спутников дешевле вывести одной большой тяжелой ракетой. А мелкими пополнять группировку по мере выхода их из строя…
                          0
                          А у нас что-то такое есть вообще? Помнится была эта «Лин Индастриал», но у них там после неудачного испытания со взрывом вроде проблемы начались. Как у них сейчас дела, живы они?
                          0
                          и даже Стратегическое командование Вооруженных сил США хочет другие спутники. Космос «полегчает»?
                          Нет, космос не полегчает, но доступ в космос и на орбиты существенно подешевеет.

                          Просто выходящие сейчас на рынок «новые космические частники», как правило, могут предложить только лёгкие и сверхлёгкие ракеты. Но одновременно проведён первый официальный семинар по Moon Village, начинается движуха по Deep Space Gateway, который без мощных ракет абсолютно лишён всякого смысла, да и у военных чувствуется какое-то неясное желание запустить что-то на Фальконе Хэви, да ещё и с метановой верхней ступенью…

                          Нет, космос не полегчает, его просто станет много, и разного.

                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                          Самое читаемое