SpaceX восстанавливает подмоченную Индийским океаном репутацию
В прошлом месяце мы писали о грандиозном фиаско, постигшем компанию Илона Маска при попытке вывести на орбиту секретный корабль ZUMA, который в итоге отправился на дно Индийского океана. Сразу же после этой неудачи ULA с помощью кареты-носителя «Дельта IV» запустил на орбиту секретный спутник-разведчик NROL-47, а уже 19 января вывел на орбиту ГСО спутник системы SBIRS (система раннего обнаружения пусков баллистических ракет). Тогда же мы предположили, что удар, нанесенный по репутации SpaceX, может стоить Илону Маску очень дорого.
Однако эта катастрофа заставила американского миллиардера работать с утроенной энергией. Не берусь судить, сколько правительственных кабинетов пришлось обежать Илону Маску, но уже через пару недель генерал-лейтенант ВВС США Джон Томпсон, командующий Центром космических и ракетных систем ВВС (Space and Missile Systems Center), сделал официальное заявление о том, что ВВС уверены в компетентности SpaceX и готовы продолжить сотрудничество с этой компанией (SpaceX keeps U.S. Air Force’s confidence after satellite’s loss).
Тем не менее, все мы отлично понимаем, что испорченную таким образом репутацию нельзя запросто восстановить лишь одними словами – необходимо доказать свою компетентность на деле. И вот здесь-то компании SpaceX, прямо скажем, повезло. На 31 января был намечен запуск на орбиту европейского правительственного спутника связи. Естественно, что после неудачного старта аппарата ZUMA государственно-частное предприятие LuxGovSat S.A. не могло мгновенно отказаться от услуг SpaceX, ведь запуск спутника − очень сложное мероприятие, как в техническом, так и в административном плане.
Таким образом, у Илона Маска появился отличный шанс исправить репутацию компании, продемонстрировав возможность вывода на орбиту европейского спутника, что и было сделано. 31 января со стартового комплекса SLC-40 (Space Launch Complex 40) на мысе Канаверал (Флорида) стартовала ракета Falcon 9, которая вывела на геопереходную орбиту (ГПО) спутник GovSat-1, принадлежащий государственно-частному предприятию LuxGovSat S.A., в котором совместно участвуют Правительство Люксембурга и оператор спутниковой связи SES (www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=ScYUA51-POQ). Отметим, что в качестве первой ступени использовалась ракета, запустившая на орбиту военный спутник NROL-76 в мае 2017 г.
Спутник GovSat-1 будет использоваться исключительно в правительственных целях, коммерческое применение не предусматривается. Аппарат будет обеспечивать связью военные подразделения и корабли, участвующие в «разрешении гуманитарных кризисов», кроме того, спутник предназначен для ведения разведки (Intelligence Surveillance and Reconnaissance − ISR). Спутник оснащен 68 транспондерами диапазонов X и Ka, он располагает шестью перенаправляемыми точечными лучами и одним усовершенствованным лучом диапазона X с глобальным покрытием. Масса аппарата – около 4 т, сок службы – 15 лет. Орбитальная позиция – 21,5˚ в. д., он будет покрывать территорию Европы, Ближнего Востока, Африки, Атлантического и Индийского океанов, Средиземноморья и Балтики.
В сверхтяжелой категории
6 февраля произошло историческое (без кавычек) событие – сверхтяжелая ракета-носитель Falcon Heavy американской компании SpaceX успешно стартовала с мыса Канаверал (штат Флорида). Многое здесь произошло, действительно, впервые.
Так, впервые в истории космонавтики сверхтяжелый носитель был построен частной компанией. Напомним, что знаменитая ракета «Сатурн V» создавалась в США всей американской нацией, и тогда эта программа обошлась налогоплательщикам в астрономическую сумму – 6,5 млрд долл. (в ценах 1964 г.).
Впервые в истории космонавтики удалось посадить оба стартовых ускорителя (причем сделать это практически одновременно!). Таким образом, казавшаяся нереализуемой идея многоразовой сверхтяжелой ракеты была подтверждена на практике.
Впервые вместо бетонных блоков под обшивку головного обтекателя был помещен легковой электромобиль – Tesla Roadster, принадлежащий владельцу компании SpaceX Илону Маску. Этот необычный груз отправился на гелиоцентрическую орбиту, которая пройдет рядом с Марсом, так что Tesla сможет летать в космосе миллиарды лет (это не образное выражение), если не столкнется с какой-то шальной кометой или же не будет подобрана «зелеными человечками».
Если говорить серьезно, то Falcon Heavy и в самом деле обладает внушительными характеристиками: ракета в состоянии вывести на низкую околоземную орбиту до 63 800 кг полезной нагрузки, на геостационарную орбиту – до 26 700 кг; доставить к Марсу груз массой 16 800 кг, к Плутону – 3500 кг. Для сравнения: самая мощная советская ракета «Энергия» была способна (теоретически) вывести на геостационарную орбиту 20 т.
Разумеется, даже Falcon Heavy не может тягаться с гигантом «Сатурн V», который был способен вывести на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой до 140 т. Тем не менее, сегодня конкурентов у Falcon Heavy на планете нет, и в ближайшие годы они, скорее всего, не появятся. К тому же, благодаря возможности возвращения ускорителей и первой ступени и их повторного использования Falcon Heavy оказывается просто фантастически выгодной в сравнении со своими ближайшими конкурентами. Например, стоимость доставки 8 т груза на геостационарную орбиту с помощью Falcon Heavy обойдется всего в 90 млн долл., тогда как при использовании ракеты-носителя «Дельта» в самой мощной ее конфигурации (Delta 4 Heavy) запуск обойдется уже в 400 млн долл. Расчеты показывают, что при доставке груза на низкую околоземную орбиту стоимость доставки 1 кг составит 2200 долл. Понятно, что при такой экономике Falcon Heavy может занять место на рынке, как говорилось в одном рекламном клипе, «вне политики, вне конкуренции».
Однако ракета Falcon Heavy создавалась не только и не столько для победы на рынке коммерческих запусков, сколько для осуществления гораздо более серьезных проектов – таких как полеты на Луну и Марс. Уже в 2019 г. Илон Маск планирует запустить с помощью Falcon Heavy первый частный пилотируемый космический корабль Dragon 2 с двумя астронавтами на борту, который совершит облет Луны. А в 2020 г. Falcon Heavy выведет на геостационарную орбиту сверхмощный спутник связи ViaSat-3.
Японский эксперимент
В то время как американцы увлеклись гигантизмом, на другом конце планеты, в Японии, решили пойти путем минимализма. 3 февраля 2018 г. в небе над островом Кюсю появилась ракета SS-520-5, больше напоминающая перехватчик ПВО, которая была запущена со специального стартового стола космического центра Кагосима. Размеры этого «носителя» удивляют: высота – 9,54 м, диаметр – 52 см. Вес – 2600 кг. Если сравнить его с Falcon Heavy, весящим 1400 т, станет ясно, что японский «носитель» побил все рекорды – только в обратную сторону.
Впрочем, хотя мы и взяли слово «носитель» в кавычки, SS-520-5 отправилась на орбиту Земли не порожняком. Под обтекателем был размещен экспериментальный наноспутник геологоразведки и связи TRICOM 1R весом 3 кг. Как утверждают создатели ракеты, SS-520-5 способна доставлять на низкую околоземную орбиту грузы большей массы – до 4 кг.
Кстати, программой разработки этой ракеты-малютки занималась не какая-то частная контора, а Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). На разработку и запуск ракеты Япония потратила примерно 3,6 млн долл.
Возникает естественный вопрос: зачем им понадобилось изобретать такой сверхлегкий носитель? В настоящее время разработчики носителя не предполагают извлекать прибыль из данной технологии. Тем не менее, власти Японии заявили, что этот проект нужен для развития недорогих технологий и процедур запуска наноспутников на орбиту.
Интересно, что программа разработки сверхмалых ракет S-Series появилась не сегодня и даже не вчера – JAXA занимается их созданием еще с начала 1960-х гг. Так, на заре космической эры, когда полетами в космос занимались только сверхдержавы – СССР и США, японцы создали ракету S-160, которая была способна подниматься на высоту 80 км. Высота S-160 составляла 4 м, диаметр – 16 см, а вес – 100 кг. В период с 1965 г. по 1972 г. было осуществлено 13 запусков этой малютки.
Затем в Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) была разработана новая ракета для исследования ионосферы нашей планеты – ее запускали с японской базы в Антарктике. Первый старт ракеты S-210 состоялся в 1966 г., последний – в 1982-м. Причем первые два пуска (1966 − 1967 гг.) были неудачными. После изменений, внесенных в систему контроля в августе 1969 г., состоялся успешный запуск. В 1972−1978 гг. S-210 активно использовали сотрудники японской антарктической станции Сева. Высота S-210 составляла 5,2 м, диаметр – 21 см, вес – 300 кг. Эта ракета была способна достигать высоты 110 км.
На следующем этапе была создана ракета-носитель S-310 – она также предназначалась для проведения исследований в интересах антарктической научной станции. Первый же старт ракеты в январе 1975 г. оказался удачным. Интересно, что стартовые площадки для этой ракеты были сразу в трех частях света: космический центр Кагосима, станция Сева в Антарктике и Аннейа (самый западный остров архипелага Вестеролен, фюльке Нурланн в Норвегии). Высота S-310 составляла 6,8 м, диаметр – 31 см, вес – 700 кг. Ракета была способна достигать высоты 190 км. Последний старт S-310 состоялся 4 августа 2014 г. В 1980 г. появилась первая модификация ракеты S-520, которая сейчас является первой ступенью сверхмалого носителя SS-520.
Низкоорбитальный эксперимент начинается
21 февраля со стартового комплекса SLC-4E (Space Launch Complex 4 East) авиабазы ВВС США Ванденберг (штат Калифорния) был осуществлен запуск ракеты-носителя Falcon 9 компании SpaceX, которая вывела на низкую околоземную орбиту испанский спутник наблюдения за поверхностью Земли военного назначения PAZ (оператор – Hisdesat).
Как и на предыдущих стартах Falcon 9, в качестве первой ступени применялась уже использовавшаяся ранее ракета, с помощью которой в августе прошлого года был запущен спутник FORMOSAT-5. Как подчеркнули представители SpaceX, эта первая ступень ракеты Falcon не проходила каких-либо дополнительных процедур восстановления.
Спутник PAZ оснащен усовершенствованным радаром, способным работать во множестве режимов, выбирая различные конфигурации изображений. Радар X-диапазона генерирует изображения с разрешением до 25 см, днем и ночью, независимо от метеорологических условий. Расчетный срок службы спутника составляет пять лет. PAZ будет делать 15 витков вокруг Земли каждый день, покрывая площадь более 300 тыс. кв. км с высоты 514 км. Слегка наклонная квазиполярная орбита позволит спутнику PAZ охватывать весь земной шар за 24 часа, обслуживая как правительственные, так и коммерческие организации.
PAZ располагает сложной системой автоматической идентификации (AIS), в которой впервые были объединены AIS для кораблей и изображения радара с синтезированной апертурой (SAR), что позволяет расширить возможности мониторинга поверхности океана по всему миру. Спутник PAZ также оснащен оборудованием Radio Occultation and Heavy Precipitation experiment (ROHP), созданным в Institute of Space Science del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICE-CSIC).
Спутник PAZ будет находиться на орбите, аналогичной той, на которой сейчас летают TerraSAR-X и TanDEM-X. Таким образом, все три спутника будут работать в качестве единой группировки SAR с высоким разрешением. Добавление третьего спутника сократит время повторного посещения и увеличит пропускную способность системы, что обеспечит заметные преимущества для различных приложений. Новая система будет совместно использоваться Hisdesat и Airbus.
А теперь о главном. Если бы под обтекателем ракеты Falcon 9 находился только этот испанский спутник, то данный старт вообще не заслуживал бы нашего внимания. Но особый интерес представляют два других объекта, которые также были запущены на низкую околоземную орбиту – MicroSat-2a и MicroSat-2b. Под малозначащими именами скрываются два первых тестовых спутника системы Starlink. Это проект системы спутников, разрабатываемый компанией SpaceX, с целью создания недорогой и высокопроизводительной системы интернет-связи, состоящей из наземных и космических передатчиков. К 2017 г. SpaceX представила нормативные документы для запуска в общей сложности почти 12 тыс. спутников на низкую орбиту Земли к середине 2020-х гг.
Система спутниковой связи будет обладать способностью пропускать до 50% всего интернет-трафика и около 10% местного в городах с высокой плотностью населения.
По указанию Министерства обороны России Московский научно-исследовательский радиотехнический институт разработал новейшую систему радиоэлектронной борьбы с сигналами, распространяемыми низкоорбитальными системами спутниковой связи типа Iridium, OneWeb и пр. С ее помощью будут блокироваться сигналы от низкоорбительных систем, призванных обеспечить на Земле глобальный доступ в сеть Интернет.
Разработчик «Комплекса радиоэлектронной борьбы для противодействия спутниковым системам на низких круговых орбитах» (КРБСС) – АО «Московский научно-исследовательский радиотехнический институт» (МНИРТИ, входит в «Объединенную приборостроительную корпорацию») при участии специалистов московского дизайн-центра микроэлектроники АО «НИИМА ”Прогресс”».
Часть элементов новейшего комплекса, в том числе подвижные станции помех, уже проходят испытания, в ходе которых удалось добиться отличных результатов.
Основные элементы КРБСС – высокоподвижные станции помех, установленные на двух грузовых автомобилях: они способны одновременно отслеживать и заглушать сигналы нескольких десятков спутников. В дальнейшем парк «станций» пополнится изделиями, устанавливаемыми на корабли, вертолеты, самолеты и беспилотники.
Достигнуть нужных характеристик инженерам и конструкторам из МНИРТИ удалось за счет использования активных фазированных антенных решеток, содержащих большое количество приемо-передающих элементов.
Использованные источники
SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation)
http://www.spacex.com/
LuxGovSat S.A.
JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency)
http://global.jaxa.jp/
Spaceflight Now
Hisdesat
https://www.hisdesat.es/en/paz/
