Космический грузовик с кубсатами в придачу
5 декабря со стартового комплекса №40 (Space Launch Complex 40) базы ВВС США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, которая вывела на орбиту грузовой космический корабль CRS-19.
Транспортный корабль SpaceX CRS-19 был запущен в рамках миссии ELaNa 25B – это второй старт обновленной программы снабжения CRS-2 (Commercial Resupply Services 2). Commercial Resupply Services (букв. коммерческие услуги снабжения) представляет собой программу NASA по доставке грузов на Международную космическую станцию (МКС) с помощью частных грузовых космических кораблей. Проект CRS является производной от программы Commercial Orbital Transportation Services (COTS) по развитию коммерческих транспортных систем для доставки грузов и экипажа на МКС.
В 2014 году NASA начала процедуру старта конкурса CRS2 – 14 января 2016 года были объявлены три частные компании, ставшие победителями: Orbital ATK, Sierra Nevada Corporation и SpaceX. Каждая из этих трех компаний получила контракты на 6 миссий снабжения МКС – с возможностью увеличения количества в случае необходимости.
Под стандартной для запусков грузовиков аббревиатурой CRS-19 в этот раз скрывается многоразовый беспилотный транспортный космический корабль Dragon, разработанный компанией SpaceX. Космический корабль Dragon состоит из герметичного (командного-агрегатного) отсека конической формы и негерметичного отсека для размещения больших грузов и одноразового оборудования корабля – солнечных батарей и радиаторов системы охлаждения. Энергоснабжение корабля Dragon обеспечивается солнечными батареями и аккумуляторами. В отличие от других возвращаемых космических кораблей («Аполлон», «Союз», а также разрабатываемых «Орион», CST-100 и «Федерация»), Dragon является моноблочным кораблем. Двигательная установка, топливные баки, аккумуляторы, как и другое оборудование агрегатного отсека возвращаются вместе с кораблем, что является уникальным. В грузовой версии корабля стыковка с МКС, ввиду отсутствия системы автономной стыковки, осуществляется тем же образом, что и стыковка японского HTV – с помощью манипулятора «Канадарм2». Теплоизоляционный щит герметичного отсека абляционный – его испарение уносит с собой тепловую энергию. Негерметичный отсек отстыковывается перед завершением миссии и сгорает в атмосфере. CRS-19 перевозит 2617 кг груза, из которых 1693 кг содержится в герметичной капсуле. 306 кг оборудования предназначены для станции, 65 кг – для поддержки будущих выходов в открытый космос, 15 кг компьютерного оборудования и 256 килограммов провизии для экипажа. Кстати, это уже третий полет для возвращаемой капсулы корабля, которая ранее использовалась для миссий CRS-4 и CRS-11 в сентябре 2014 и июне 2017 года, соответственно.
Dragon также доставит на орбиту несколько исследовательских кубсатов: AzTechSat-1 (NASA, Университет UPAEP, Мексика), CryoCube 1 (NASA), SORTIE (компания ASTRA), CIRiS (Университет штата Юта), EdgeCube (Университет Сонома, Калифорния).
Electron становится многоразовым
6 декабря со стартовой площадки LC-1 (Launch Complex 1) новозеландского космодрома «Махия» (Mahia) состоялся успешный запуск ракеты-носителя «Электрон» (Electron), с помощью которой на низкую околоземную орбиту (LEO) был выведен японский спутник ALE-2 и 6 исследовательских кубсатов.
«Махия» – это коммерческий космодром, расположенный недалеко от мыса Ахурири на южной оконечности полуострова Махия, на восточном побережье острова Северный в Новой Зеландии. Он принадлежит и управляется частной космической компанией Rocket Lab и обеспечивает запуски наноспутников типа кубсат ракетой-носителем «Электрон». Объект был официально открыт 26 сентября 2016 года. В состав пускового комплекса входят: 50-тонная стартовая платформа и башня, ангар для ракет «Электрон», емкости для хранения жидкого кислорода и керосина.
«Электрон» представляет собой ракету-носитель сверхлегкого класса, разработанную новозеландским подразделением американской частной аэрокосмической компании Rocket Lab. Ракета предназначена для коммерческих запусков микро- и наноспутников: «Электрон» позволяет выводить полезную нагрузку массой до 150 кг на SSO – солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км, или до 250 кг на низкую околоземную орбиту (LEO). Стоимость запуска ракеты-носителя составляет от 4,9 до 6,6 млн долларов США. Первый испытательный полет состоялся 25 мая 2017 года.
Основные конструктивные элементы ракеты-носителя, несущий цилиндрический корпус и топливные баки обеих ступеней, выполнены из углепластика и производятся компанией Rocket Lab на собственном заводе. Применение композиционных материалов позволило существенно снизить вес всей конструкции. Обе ступени ракеты-носителя используют в качестве компонентов топлива керосин (горючее) и жидкий кислород (окислитель).
6 августа 2019 года компания Rocket Lab сообщила о планах возвращать первую ступень с целью ее последующего повторного использования, примерно так, как это делает Falcon 9. При этом первая ступень ракеты-носителя «Электрон» не будет использовать собственные двигатели для замедления в атмосфере – вместо этого предполагается применять парашют и аэродинамический тормоз. Изначально ступень будет опускаться на воду, в дальнейшем планируется ее перехват в воздухе с использованием вертолета.
Миссия 6 декабря получила название «Running Out Of Fingers» (английское выражение, означающее «на пальцах не сосчитать»). Это был юбилейный – 10-й старт «Электрона». Модернизированная первая ступень включала в себя новую систему управления RCS, которая будет использоваться в будущем для приземления на парашюте.
Полезной нагрузкой для десятого запуска ракеты «Электрон» стал японский спутник ALE-2 и 6 исследовательских кубсатов: испанский FossaSat 1; венгерские ATL 1 и SMOG-P (Будапештский университет технологии и экономики); американские NOOR 1A и 1B (Unicorn 2B и 2C компании Stara Space), а также TRSI Sat (ACME AtronOmatic). Кубсаты были изготовлены британской компанией Alba Orbital на платформе PocketQube (это и в самом деле куб, размером 5 × 5 × 5 см и весом 250 гр.). Японский спутник ALE-2 должен производить искусственный метеорный поток. Масса ALE-2 составляет 75 кг. В отличие от своего предшественника – спутника ALE-1, новый аппарат оснащен подруливающими устройствами, количество цветов метеорных частиц было увеличено.
Китайский дубль
1 декабря с космодрома Тайюань с разницей в шесть часов были произведены два старта ракета-носителей «Куайчжоу-1А», с помощью которых на солнечно-синхронную орбиту были выведены в общей сложности семь спутников.
Тайюань, или Тайюань Вейсин Фашэ Чжунсинь (Taiyuan Satellite Launch Center, TSLC, прежнее название Учжай), – это китайский космодром, расположенный в северо-западной части провинции Шаньси, в уезде Кэлань городского округа Синьчжоу, на высоте 1500 метров над уровнем моря. Космодром действует с 1988 года – площадь его территории составляет 375 кв. км. На объекте расположены пусковая установка, башня технического обслуживания и два хранилища жидкого топлива.
Интересно отметить, что в этот раз стационарная пусковая установка космодрома не использовалась, – запуски ракет производились с мобильных пусковых систем.
«Куайчжоу» (в переводе с китайского означает «быстрая лодка») – это твердотопливная ракета-носитель, разработанная для дешевого и быстрого запуска на орбиту небольших спутников. Ракета создавалась с 2009 года компанией China Aerospace Science and Industry Corporation в сотрудничестве с Харбинским технологическим институтом на базе боевой ракеты средней дальности «Дунфэн-21». Коммерческая версия ракеты получила название Feitian-1 (FT-1) и впервые была представлена на выставке Zhuhai Airshow 2014. Запуск ракеты производится при помощи мобильной пусковой установки и может быть выполнен с любого космодрома Китая. Подготовка к запуску требует всего 6 человек персонала и может быть выполнена в течение 24 часов. Первый запуск ракеты с полезной нагрузкой состоялся 25 сентября 2013 года.
Ракета «Куайчжоу-1A» (KZ-1A) использует 3 твердотопливные ступени, однако верхняя ступень не совмещена с полезной нагрузкой и может выводить от 4 до 6 спутников на разные орбиты в ходе одного запуска. Может применяться вариант головного обтекателя диаметром 1,4 м. Ракета способна выводить на низкую околоземную орбиту до 300 кг, на солнечно-синхронную орбиту (SSO) высотой 500 км – 250 кг, высотой 700 км – 200 кг.
В середине февраля 2016 года CASIC основала компанию ExPace Technology, которая будет предоставлять коммерческие услуги по запуску спутников для клиентов по всему миру. Заявлено, что будущая версия ракеты-носителя «Куайчжоу-11» (KZ-11) сможет выводить на орбиту высотой 700 километров грузы массой до одной тонны.
Ракета «Куайчжоу-1A», стартовавшая первой (серийный номер Y2), вывела на орбиту спутник дистанционного зондирования Jilin-1 Gaofen-02B, созданный Чанчуньским институтом оптики, точной механики и физики CIOMP (Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics). Спутник будет работать на высоте 535 км и получать статические изображения в режиме сканирования с полноцветным разрешением лучше 0,76 метра и многоспектральным разрешением лучше 3,1 метра. Ширина изображений превышает 40 км. Медиа данные передаются на наземные станции посредством цифрового канала со скоростью 1,8 Гбит/с.
Ракета «Куайчжоу-1A», стартовавшая второй (серийный номер Y12), вывела на орбиту шесть спутников: HEAD-2A и HEAD-2B (HEAD Aerospace), предназначенные для слежения за кораблями по системе AIS; спутники ДЗЗ Tianyi 16 и Tianyi 17 (Spacety Aerospace); Tianqi-4A и Tianqi-4B (Guodian Gaoke) – для предоставления IoT-услуг.
Два спутника в одном флаконе
17 декабря со стартового комплекса №40 (Space Launch Complex 40) базы ВВС США на мысе Канаверал был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, которая вывела на геостационарную орбиту спутник связи JCSat-18/Kacific-1.
Космический аппарат, выведенный на орбиту Земли, не случайно имеет двойное название – дело в том, что он совмещает в себе два спутника связи: JCSat-18 – это аппарат, который принадлежит японскому оператору SKY Perfect JSAT Group; Kacific-1 – спутник связи, разработанный для сингапурской компании Kacific Broadband Satellites Pte Ltd.
SKY Perfect JSAT Group в настоящее время управляет группировкой спутников связи JSAT, которая является первой по величине коммерческой группировкой в Японии и пятой в мире. SKY Perfect JSAT Group, фактически, сумела объединить всех частных спутниковых операторов в Японии, оставив только B-SAT в качестве своего «местного конкурента».
Kacific Broadband Satellites Group (Kacific) – спутниковый оператор, предоставляющий услуги высокоскоростного широкополосного интернета для регионов Юго-Восточной Азии и островов Тихого океана. Штаб-квартира оператора расположена в Сингапуре.
Спутник связи, несущий в себе двойную нагрузку, относится к аппаратам тяжелого класса: JCSat-18/Kacific-1 был разработан американской корпорацией Boeing на основе платформы BSS-702MP; масса спутника составляет почти 7 тонн (6956 килограммов). Этот аппарат, как и все современные спутники связи, призван стать «долгожителем» и прослужить на орбите больше 15 лет.
Что касается полезной начинки, то россиянам стоит внимательнее присмотреться именно к японской его части – спутнику связи JCSat-18. Дело в том, что JCSAT-18, оснащенный обычными и направленными лучами диапазона Ku, призван улучшить мобильные и широкополосные услуги для клиентов SKY Perfect JSAT Corporation в Азиатско-Тихоокеанском регионе, включая Дальний Восток России.
Полезная нагрузка спутника Kacific-1 предназначена для обеспечения услуг ШПД через 56 направленных лучей Ka-диапазона, каждый из которых имеет пропускную способность до 1,25 Гбит/с, с самой высокой из когда-либо достигнутых в регионе мощностей сигналов. Лучи выборочно приспособлены для покрытия небольших зон спроса в географически разбросанном пространстве тихоокеанских и юго-восточных азиатских стран, включая: Американское Самоа, Бутан, Бруней, Острова Кука, Восточный Тимор, Фиджи, Кирибати, Французскую Полинезию, Гуам, Индонезию, Малайзию, Микронезию, Мьянму, Непал, Новую Зеландию, Ниуэ, Северную Мариану, Папуа, Новую Гвинею, Филиппины, Самоа, Соломоновы Острова, Тонга, Тувалу и Вануату.
Услуги, предоставляемые спутником Kacific-1, будут особенно полезны для работников здравоохранения и образования в провинциях и деревнях южной части Тихого океана. Кроме того, широкополосный доступ обеспечит критически важные каналы связи в этом регионе, который довольно часто разрушается в результате стихийных бедствий, таких как землетрясения и цунами. Современные технологии, такие как адаптивное кодирование и модуляция (ACM), используются для увеличения пропускной способности, доступности и, в конечном итоге, повышения качества обслуживания и удобства работы клиентов.
Использованные источники
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation)
http://www.spacex.com/
Rocket Lab
https://www.rocketlabusa.com/
Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP)
http://english.ciomp.cas.cn/
Kacific Broadband Satellites Group (Kacific)
SKY Perfect JSAT Group
https://www.skyperfectjsat.space/en/
