Сегодня 04 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → космический буксир

NASA попытается спасти падающую обсерваторию Swift с помощью космического буксира

NASA начало одну из самых необычных спасательных операций в своей истории — агентство попытается поднять орбиту космической обсерватории «Свифт» (Neil Gehrels Swift Observatory), которая постепенно сходит с орбиты и вскоре должна погибнуть в атмосфере Земли. Обсерватория не имеет собственных двигателей для коррекции орбиты. Помочь ей может только космический буксир, которых до этого момента просто не существовало.

 Обсерваторий «Свифт». Источник изображения: NASA

Обсерваторий «Свифт». Источник изображения: NASA

Обсерватория Swift была запущена 20 ноября 2004 года и первоначально была рассчитана примерно на два года работы. Однако более чем за два десятилетия она превратилась в один из важнейших инструментов для изучения гамма-всплесков, активных ядер галактик и других высокоэнергетических явлений. За это время высота её орбиты снизилась примерно с 600 до 400 км, причём повышенная солнечная активность и связанное с ней расширение верхних слоёв атмосферы ускорили этот процесс.

 Миссия по спасению в представлнии художника

Миссия по спасению в представлении художника

Для спасения телескопа NASA привлекло компанию Katalyst Space Technologies из Аризоны, которая получила контракт на $30 млн. Её аппарат LINK должен стартовать на ракете Pegasus XL компании Northrop Grumman — последней ракете этого семейства — с борта модифицированного самолёта L-1011 Stargazer. 18 июня самолёт уже вылетел с космодрома NASA Wallops в Вирджинии к атоллу Кваджалейн в Маршалловых Островах, где Pegasus XL должна быть сброшена примерно с высоты 12 000 м, после чего трёхступенчатая твердотопливная ракета выведет LINK на орбиту в течение примерно десяти минут. Точная дата миссии пока не установлена, а источники склоняются к 27 июня.

Буксир массой около 425 кг оснащён тремя двигателями Холла, 16 двигателями ориентации, солнечными батареями и тремя роботизированными манипуляторами. После нескольких недель испытаний на промежуточной орбите аппарат начнёт сближение со Swift. Предварительно LINK проведёт инспекцию обсерватории, чтобы выбрать подходящую точку захвата. Поскольку Swift изначально не проектировался для обслуживания на орбите, миссия связана с повышенным техническим риском.

 Буксир LINK

Буксир LINK

В случае успеха LINK в течение нескольких месяцев переведёт обсерваторию на более высокую орбиту, что позволит ей продолжить научную работу ещё несколько лет. Для NASA эта миссия важна не только как попытка сохранить аппарат, обнаруживший более 2000 гамма-всплесков, но и как демонстрация нового подхода к обслуживанию спутников. Впервые коммерческий аппарат попытается захватить и переместить государственный научный спутник, который не был подготовлен к подобным операциям.

 Буксир помещён в ракету

Буксир помещён в ракету

После выполнения миссии буксир будет сведён с орбиты. На этом его история не закончится. Ему на смену компания Katalyst Space готовит более крупный аппарат Nexus. Первый испытательный полет Nexus может состояться в 2027 году. Его цель — спутник космических сил США Rooster, находящийся на геостационарной орбите на высоте 35 786 км над Землёй, что намного выше, чем обсерватория Swift. Миссия Nexus-1 будет запущена на ракете Ariane 6 в следующем году. Россия и Китай, как сообщают неофициальные источники, также разрабатывают и даже испытывают подобные технологии обслуживания спутников на орбите.

Отдельно следует сказать, что проект LINK был разработан и реализован менее чем за год — контракт на него заключён в сентябре 2025 года. Это одно из самых молниеносных исполнений в истории NASA, если не во всём мире. Спешить было куда — без посторонней помощи падение обсерватории «Свифт» на Землю может произойти уже в конце августа.

Китай запустил спутник с «хоботом» — космическая бензоколонка и тягач в одном аппарате

В Китае успешно запущен первый коммерческий опытный спутник «Хукэда-2» (Hukeda-2), разработанный для дозаправки спутников на орбите, а также для возможной помощи в сведении с орбиты старых аппаратов. Ранее подобными проектами в Китае занимались только военные (сообщается о двух неподтверждённых официально случаях). Спутник «Хукэда-2» создан для гражданских применений и обещает дозаправку тех аппаратов, которые израсходовали топливо, но готовы продолжить работу.

 Источник изображения: Hunan University of Science and Technology

Источник изображения: Hunan University of Science and Technology

Аппарат «Хукэда-2» спроектирован и создан совместными усилиями специалистов Хунаньского университета науки и техники (Hunan University of Science and Technology) и компании Suzhou Sanyuan Aerospace Technology. Запуск состоялся 16 марта с космодрома Цзюцюань с помощью твердотопливной ракеты Kuaizhou-11 («Куайчжоу-11»).

Миссия продолжит серию экспериментов по орбитальному обслуживанию космических аппаратов, начатую в 2025 году государственными китайскими компаниями, в частности Shijian-21 и Shijian-25 по дозаправке на геостационарной орбите, однако теперь акцент смещён на коммерческий сектор и низкие орбиты.

Ключевой элемент спутника — гибкий манипулятор, который отдалённо напоминает щупальце осьминога или хобот слона. Манипулятор способен плавно изгибаться по всей длине, что обеспечивает высокую гибкость при сближении, захвате и стыковке с целевыми аппаратами. На борту аппарата будут проведены имитационные тесты по дозаправке: от этапа распознавания цели и подхода до стыковки и имитации перекачки топлива (без реального переноса горючего). Эти эксперименты проверят автономность, безопасность и точность операций, закладывая основу для будущих систем продления срока службы спутников путём пополнения запасов топлива.

Кроме того, «Хукэда-2» протестирует технологию ускоренного сведения с орбиты. На спутнике установлен надувной сверхлёгкий шар диаметром около 2,5 м, который в надутом состоянии резко увеличивает сопротивление атмосферы. Это позволит сократить время естественного снижения и сгорания спутника с десятилетий до примерно одного года, решая проблему растущего объёма космического мусора в условиях экспоненциального роста спутниковых группировок.

Китайская космическая станция получит защиту от непрошеных гостей — в случае чего их растолкают спутники-буксиры

Интерес ведущих стран к разработке спутников-инспекторов двойного назначения вынуждает предпринимать меры по защите от непрошеных гостей на орбите. В Китае для таких целей планируют создать небольшие спутники-буксиры. Недавно была озвучена задача вооружить подобными спутниками космическую станцию «Тяньгун», чтобы парировать угрозу опасного сближения с посторонними объектами.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

В 2021 году строящаяся тогда станция «Тяньгун» дважды подвергалась опасности столкновения с космическим мусором. Вероятно, на тот момент возможность сменить орбиту была недоступна или ограничена. Коррекция орбиты — это сегодня единственная возможность увести космический корабль из зоны повышенного риска столкновения с мусором или другим аппаратом.

В июле и октябре 2021 года в зону орбитального движения китайской станции дважды входили неисправные интернет-спутники Starlink, подвергая риску как сам объект, так и жизни находящихся на станции тайконавтов. По этому поводу Китай дважды подавал жалобу в ООН на действия США. В одном из случаев, как подтвердили независимые источники, спутник Starlink разминулся со станцией «Тяньгун» всего на 3 км, что по меркам орбитального пространства — буквально «на волосок».

По словам одного из разработчиков из Национального центра космических наук в Пекине, если неопознанный объект приблизится к китайской космической станции или другому объекту критически важной космической инфраструктуры, то можно будет задействовать небольшой роботизированный буксир, который зафиксирует нарушителя и отодвинет его на безопасное расстояние.

Космические буксиры, сервисные спутники, а также спутники-инспекторы разрабатываются в США, Японии, России и самом Китае. При всей озабоченности китайской стороны действиями партнёров по космосу остальным также необходимо создавать системы противодействия излишне любопытным китайским спутникам-инспекторам. Применение оружия на орбите недопустимо — от этого пострадают все участники процесса. Но непрошеных гостей так или иначе придётся держать подальше от национальных объектов.

Впервые грузовой корабль SpaceX Dragon поднял орбиту МКС — это шаг к будущему затоплению станции

Включение двигателей корабля SpaceX Dragon для увеличения орбиты МКС состоялось 8 ноября в 20:50 по московскому времени. Двигатели работали примерно 12,5 минуты и, вероятно, выполнили возложенную на них задачу. Это был первый раз, когда грузовой корабль Dragon компании SpaceX корректировал орбиту космической станции. Целью манёвра было собрать информацию о потенциальной возможности платформы «Дракона» в будущем свести станцию с орбиты для затопления в океане.

 Источник изображений: NASA

Источник изображений: NASA

Летом этого года компания SpaceX подписала с NASA контракт на проектирование усиленного корабля Dragon, который мог бы столкнуть МКС в атмосферу по контролируемой траектории. Без коррекции орбиты станция могла бы самостоятельно войти в плотные слои атмосферы и сгореть. Но сейчас МКС — это объект размерами с футбольный стадион, поэтому до поверхности Земли долетит множество тяжёлых обломков. Пускать процесс схода с орбиты на самотёк — это риск для обитателей планеты.

До высоты невозврата (чуть более 200 км) станция будет спускаться сама без помощи буксира (разве что понадобится первый импульс для этого). На заключительном этапе усиленный Dragon ускорит спуск МКС для точного падения в заданном месте океана. Для этого стандартной грузовой капсуле придадут дополнительно 30 двигателей Draco в дополнение к 16 штатным и создадут в шесть раз больше запас горючего. Соответственно капсула получит значительно увеличенный корпус, новую авионику и более мощные подсистемы питания. Собранные 8 ноября данные о работе двигателей «Дракона» в ходе увеличения орбиты МКС помогут при проектировании буксира.

 Рендер корабля Dragon в версии космического буксира

Рендер корабля Dragon в версии космического буксира

До этого высоту орбиты станции корректировали только российские «Союзы» и «Прогрессы». Один раз в 2022 году коррекцию орбиты совершил другой американский грузовой корабль — Cygnus компании Northrop Grumman. Компания Northrop Grumman также предлагала свой вариант космического буксира для затопления станции, но её вариант оказался дороже и ограниченным в манёврах.

Российская сторона рассматривает вариант выхода из проекта МКС в 2028 году. В NASA будут тянуть станцию до последнего, опасаясь доминирования на орбите китайцев. Поэтому сводить МКС с орбиты они будут не раньше, чем у агентства появится возможность отправлять астронавтов на коммерческие космические станции, которые сейчас проектируются несколькими компаниями. Так что МКС просуществует до 2030 года и дольше, если её техническое состояние значительно не ухудшиться. Точку в её судьбе поставит «Дракон» Илона Маска.

Японский спутник-мусорщик успешно проинспектировал старую ракетную ступень для её удаления с орбиты

Миссия ADRAS-J японской компании Astroscale успешно завершена. Запущенный ранее в космос спутник на низкой орбите сблизился со старой ступенью для её инспекции на целостность. Спутник совершил три близких облёта ступени, что для объектов с космическими скоростями и ограниченным топливным ресурсом представляется верхом сложности. Полученные данные позволят разработать надёжную схему свода ступени с орбиты, положив начало уборке космического мусора.

 Художественное представление инспекции спутником отработавшей второй ступени. Источник изображения: Astroscale

Художественное представление инспекции спутником отработавшей второй ступени. Источник изображений: Astroscale

Спутник ADRAS-J массой 150 кг и с 12 маневровыми двигателями был выведен в космос в феврале 2024 года. В апреле он подобрался к своей цели — 11-метровой разгонной ступени японской же ракеты H-IIA №15, отправленной в космос ещё в 2009 году. С тех пор этот фрагмент ракеты стал космическим мусором, увеличения залежей которого на орбите лучше избегать, например, путём управляемого свода с орбиты или транспортировки выше на так называемую орбиту захоронения.

Эксперимент ADRAS-J должен был положить начало процессу контролируемого сведения больших фрагментов мусора с орбиты. На этапе его проведения спутник-инспектор должен был с близкого расстояния обследовать фрагмент и дать инженерам понять, как его лучше подцепить другому спутнику — сервисному, который и совершит манёвр свода с орбиты.

В апреле спутник-инспектор подошёл к фрагменту ракеты на расстояние несколько сот метров. К середине июля сближение сократилось до 50 метров, что стало рекордом манёвренности. После этого спутник совершил три облёта ступени на расстоянии всего 50 метров, один из которых сопровождался «аномалией» и заставил аппарат отойти от ступени на безопасное расстояние. После калибровки оборудования облёт продолжился, что позволило команде миссии получить качественные изображения ступени со всех сторон.

 Изображения разгонной «мусорной» ступени при облёте с расстояни 50 метров

Изображения разгонной «мусорной» ступени при облёте с расстояния 50 метров

Инспекция подтвердила, что адаптер полезной нагрузки на разгонной ступени находится в хорошем состоянии. Спутник-буксир сможет ухватиться на него роботизированной рукой и стянуть ступень с орбиты. Это произойдёт позже до конца текущего десятилетия, когда Astroscale изготовит и запустит соответствующий аппарат уже в ходе новой миссии. До сегодняшнего дня, можно полагать, манёвры сближения и близкого облёта спутников были доступны только для аппаратов военного назначения, слухи о чём периодически всплывают. Теперь похожие технологии доступны коммерческим аппаратам и это, определённо, новая ступень в космонавтике.

Представлен мощный космический буксир Impulse Helios — доставка на высокие орбиты станет намного дешевле

В последние годы было представлено несколько миниатюрных космических «буксиров», которые обеспечивают так называемую услугу доставки «последней мили». Эти средства космической логистики, предлагаемые компаниями D-Orbit, Momentus, Launcher и рядом других, обычно рассчитаны на спутники массой от десятков до нескольких сотен килограммов. Новый космический корабль Helios от Impulse Space способен доставлять значительно более крупные спутники на высокие орбиты.

 Источник изображения: arstechnica.com

Источник изображения: arstechnica.com

Космический «буксир» Helios имеет диаметр менее 5 метров и по размеру умещается в обтекателе ракеты Falcon 9. Helios спроектирован универсальным и предназначен для использования с любой средней или тяжёлой ракетой. Он сможет вывести до 4 тонн груза при использовании Falcon 9 или 5 тонн при помощи космического корабля Terran R компании Relativity непосредственно на геостационарную орбиту.

В настоящее время для средних и крупных спутников существует два способа выхода на геостационарную орбиту. Клиент может купить запуск на ракете Falcon Heavy у компании SpaceX или Vulcan у United Launch Alliance, что примерно в два раза дороже, чем один запуск Falcon 9. Или же спутник может быть выведен кораблём средней грузоподъёмности на переходную орбиту с последующим самостоятельным переходом в геостационарное пространство. Такой переход займёт 6-8 месяцев, потребует надёжной бортовой двигательной установки и до $5 млн на топливо.

«Добраться туда за день по гораздо более низкой цене, чем любой из этих вариантов» предлагает основатель и исполнительный директор Impulse Space Том Мюллер (Tom Mueller). Его основная идея заключается в том, чтобы при помощи недорогой ракеты запускать большие спутники непосредственно на геостационарные орбиты. «По сути, мы добавляем третью ступень к ракете-носителю среднего размера, — считает Мюллер. — Она сделает большую часть того, что может сделать Falcon Heavy, но за гораздо меньшие деньги».

Амбициозность Мюллера вполне объяснима — он был одним из основателей SpaceX и ведущим разработчиком двигателей Merlin, которые используются в ракетах Falcon. Компания Impulse Space была основана им в 2020 году, а в 2023 уже запустила своей первый космический корабль Mira, который хорошо показал себя в дебютной миссии LEO Express 1, выведя на орбиту несколько небольших спутников. В рамках той же миссии были проведены всесторонние испытания двигательной системы Mira. Успех этого запуска вселил в Impulse уверенность в своих планах относительно намного более крупного космического корабля Helios. В штате компании сейчас трудится 90 человек.

 Источник изображения: Impulse Space

Источник изображения: Impulse Space

Helios будет оснащён «одним из самых надёжных» космических двигателей под названием Deneb. Он работает на жидком кислороде и жидком метане и обеспечивает тягу 67 кН. Выбор топлива намекает на многоразовое будущее космических полётов, которое Impulse Space надеется реализовать. «SpaceX нужно 1000 тонн [топлива] для заправки Starship, — говорит Мюллер. — Нам достаточно глотка [по сравнению с ним]. Мы возьмём наши 14 тонн и будем рады за них заплатить. И мы сможем продолжать использовать их повторно».

Impulse Space сейчас производит компоненты двигателя Deneb, испытания которых должны начаться в марте. Затем компания планирует начать тестирование полной сборки двигателя. Дебют космического корабля Helios должен состояться в 2026 году. Возможно, к тому моменту он окажется не единственным подобным аппаратом — Blue Origin объявила о планах создания космического корабля Blue Ring с полезной нагрузкой до 3 тонн.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥