Атмосферный свой: российские спутники смогут летать без топлива
Что космические аппараты будут использовать в качестве горючего
Российские изобретатели создали первый в мире двигатель для спутников, который работает без топлива. В качестве горючего аппарат будет использовать остатки атмосферы на орбите. Спутники с таким двигателем могли бы функционировать на считающихся низкими орбитах в районе 200 км от Земли. Сейчас этот диапазон практически не освоен, поскольку на высотах ниже 300 км аппаратам требуется слишком много топлива. Использование этих высот позволило бы, например, обеспечить страну высокоскоростной связью с относительно небольшими затратами, пояснили разработчики. Однако на низких орбитах кислород может губительно воздействовать на двигатель, что, вероятно, сократит срок службы летательного аппарата, указали эксперты.
На подножном корме
Жар не сломит: создан материал для космических самолетов будущего
Как теплостойкий композит поможет сделать потомков «Бурана» для путешествий на орбиту
Двигатели нужны находящимся на орбите космическим аппаратам, чтобы компенсировать торможение, которое возникает из-за наличия остаточной атмосферы Земли. Без устройства, поддерживающего аппараты на заданной высоте, спутники бы снижались и в итоге сгорали в плотных слоях атмосферы. Кроме того, с их помощью можно изменить направление движения, траекторию и скорость спутника. Обычно в качестве таких устройств используют ионные двигатели. Они работают за счет разгона ионов рабочего газа электрическим полем: поток ускоренных заряженных частиц вылетает из двигателя, создавая тягу, — силу, которая «толкает» аппарат.
Сложность в том, что рабочий газ, система его хранения и подачи имеют значительный вес, а также рано или поздно он заканчивается, — тогда и срок службы спутника подходит к концу. Инженеры из российской компании «Экипо» придумали оригинальный метод решения проблемы.
Созданный ими ионный двигатель принадлежит к так называемому открытому типу.
— Такому двигателю не нужно дополнительное топливо, то есть рабочий газ, — рассказал «Известиям» руководитель проекта Вячеслав Темкин. — Ионная ловушка открытого типа обеспечивает работу двигателя за счет использования остатков атмосферы в низком космосе. Она создает электромагнитное поле, которое обеспечивает зажигание плазмы, в которой ионизуются атмосферные газы. Получающиеся при этом ионы могут быть эффективно захвачены электромагнитным полем. Проведенные нами эксперименты показали устойчивое горение плазмы даже в условиях глубокого вакуума.
«Космический мусор может нести угрозу жизни людей на МКС»
Гендиректор ЦНИИмаш Сергей Коблов — о защите орбитальной стации от осколков аппаратов, отслеживании потенциально опасных астероидов и комет и жалобах астрономов на спутники Илона Маска
По заявлению разработчиков, характеристики «воздушного» двигателя даже превосходят параметры, получаемые на обычных устройствах закрытого типа.
Чем ниже, тем лучше
По мнению ведущего инженера-исследователя корпорации «Российские космические системы» Марии Барковой, использование новых двигателей может позволить продлить срок службы низкоорбитальных космический аппаратов.
— При разработке своего сборщика космического мусора у меня также возникла идея использовать атмосферные газы для получения окислителя (кислорода) и горючего (водорода), которые можно найти на высоте до 1 тыс. км, — рассказала специалист. — Однако она не подошла из-за того, что на таких высотах атмосферы уже нет. Но в рамках увеличения срока службы именно низкоорбитальных космических аппаратов идея использовать атмосферные газы в качестве компонентов топлива подает большие надежды.
Низкий космос сейчас мало освоен из-за того, что космические аппараты сложно удержать на орбитах высотой ниже 300 км. Например, чтобы спутник пробыл на орбите высотой около 200 км один год, требуется масса топлива, сравнимая с тяжестью самого спутника. То есть вес аппарата перед запуском практически удваивается, и запуск становится значительно дороже. А когда топливо будет израсходовано, спутник перестанет работать. По этой причине, например, все спутники системы Starlink Илона Маска планируется использовать на высотах существенно больше 300 км.
Двигатель для спутника
► Показать
«Мы сможем создавать автономные базы на Луне и планетах»
Космонавт-испытатель Олег Блинов — об изоляционном эксперименте продолжительностью 240 суток и о том, зачем экипаж SIRIUS-21 выращивал зелень и пек хлеб
— С нашим ионным двигателем можно уверенно удерживать спутник на высоте ниже 200 км длительное время без топлива, — заявил Вячеслав Темкин. — На таких высотах существенно возрастают возможности для обеспечения эффективной связи, навигации и дистанционного зондирования Земли по сравнению с большими высотами, допустим, 300–500 км. На данных высотах в отличие от больших отсутствует космический мусор.
Это обстоятельство практически исключает гибель спутника из-за столкновения с каким-либо объектом. Аппарат с таким двигателем можно использовать на орбите до те пор, пока его элементы не перестанут функционировать технически.
По словам руководителя проекта, благодаря разработке Россия может занять лидирующую позицию в низком космосе.
— Мы сможем обеспечить покрытие устойчивой связью территории Крайнего Севера, обеспечить навигацией Севморпуть, развивать интернет, телевидение и другое. В низком космосе будут решены многие актуальные для экономики России и геополитики задачи, — заявил Вячеслав Темкин. — Небольшие габариты и низкая масса спутника позволяют существенно сократить затраты на его запуск.
Если очень захотеть: зачем России аэрокосмическая инновационная долина
Проект станет фабрикой результатов интеллектуальной деятельности полного цикла — от идеи до промышленного применения
Однако начальник отдела Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ Александр Богатый считает, что преимущества такого двигателя неочевидны.
— Атомарный кислород, присутствующий на этих орбитах, оказывает губительное влияние как на аппарат в целом, так и на двигатель, поэтому долго использовать его не получится, — пояснил эксперт. — К тому же на высотах ниже 200 км энергии от солнечных панелей не хватит на компенсацию сопротивления атмосферы. Также двигательная установка получается довольно большой из-за необходимости захватывать требуемое количество газа.
Сейчас разработчики создали лабораторный макет двигателя. Его проверили в условиях, моделирующих открытый космос, — в вакууме разной степени. По словам авторов проекта, устройство работает стабильно и эффективно и готово к реальным испытаниям. Двигатель уже представили публике на проектно-образовательном интенсиве «Архипелаг»
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 15 авг 2022, 13:25
student
Китайский стартап по производству двигателей AAENGINE разрабатывает носители AX-1 и AX-11
Китайский стартап по производству двигателей AAENGINE 空天引擎 раскрывает проекты ракет-носителей малой и средней грузоподъемности: AX-1 星镝一号 и AX-11 星镝十一号.
AX-1 использует 9 двигателей AY-1 мощностью 34 кН на первой ступени и 1 AY-1 на 2-й ступени.
AX-11 использует 9 двигателей 412 кН AY-11 на 1-й ступени и 1 AY-11 на 2-й ступени.
Chinese engine startup AAENGINE 空天引擎 reveals designs of a small and a medium lift launch vehicle: AX-1 星镝一号 and AX-11 星镝十一号. AX-1 uses 9 34kN AY-1 engines in first stage and 1 AY-1 in 2nd stage. AX-11 uses 9 412kN AY-11 engines in 1st stage and 1 AY-11 in 2nd stage. pic.twitter.com/N4C7LtYjc3
— China ‘N Asia Spaceflight (@CNSpaceflight) August 15, 2022
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 19 авг 2022, 15:24
student
Что такое технология SAR на спутниках ICEYE
Ранее мы сообщали, что «Фонд Сергея Притулы» подписал договор с финской компанией ICEYE, которая специализируется на производстве радарных спутников (SAR). Благодаря этому ВСУ смогут постоянно получать информацию о критически важных локациях.
Предлагаем вашему вниманию описание технологии SAR на спутниках финской частной космической компании ICEYE от Виталия Егорова:
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 31 авг 2022, 14:44
student
Компания Outpost Technologies разрабатывает многоразовые космические аппараты
Outpost привлекает начальный раунд в размере 7,1 миллиона долларов для разработки многоразовых спутников для службы возврата на Землю.
Компания Outpost Technologies привлекла 7,1 млн долларов США в рамках начального раунда от Moonshots Capital с участием Draper Associates, Starlight Ventures, Kittyhawk Ventures, AIR Capital, Starburst Ventures, Shasta Ventures и других.
Средства будут использованы для развития технологий и привлечения талантов.
Первый спутник Outpost будет запущен и испытан в начале 2023 года.
► Показать
Компания разработала и испытала в полете новый метод повторного входа в атмосферу, который позволяет спутникам безопасно возвращаться на Землю с точной посадкой. Эта технология делает одноразовые спутники устаревшими и позволяет более широкому аэрокосмическому рынку обеспечить возврат полезной нагрузки на Землю.
«Outpost — это переосмысление, исходя из первых принципов, того, как изменилась бы спутниковая миссия, если бы спутник можно было использовать повторно», — сказал Джейсон Данн, генеральный директор и соучредитель Outpost, а ранее основатель Made In Space. «Мы верим, что наш подход станет стандартным ожиданием рынка в ближайшие годы и что нынешний подход к одноразовым спутникам в конечном итоге исчезнет. Это меняет правила игры для наших клиентов».
«Единственные доступные варианты возвращения спутников на Землю дороги и неэффективны», — сказал Майкл Вергалла, технический директор и соучредитель Outpost. «Наша двухступенчатая система входа в атмосферу предлагает маломассивный и высокоэффективный возврат на Землю, а наша передовая технология автономного параплана обеспечивает непревзойденную точность приземления».
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 04 сен 2022, 18:41
student
Spire установит на свои кубсаты Lemur двигатели ThrustMe
1 сентября французский стартап ThrustMe объявил о планах предоставить Spire семь двигательных установок I2T5. Отдельно в Spire отметили, что они будут устанавливаться на трехюнитовые спутники Lemur и их использование не будет сопряжено с появлением дополнительных технических рисков.
В настоящий момент времени в активе у Spire Global находится группировка из более чем 100 кубсатов Lemur, которые оснащены датчиками для сбора данных о погоде, отслеживания кораблей и самолетов и предоставления клиентам других космических услуг. По мере того, как на рынке появляются все более миниатюрные и дешевые электронные компоненты, Spire продолжает размещать на своих спутниках дополнительные датчики и другие компоненты.
Относительно ThrustMe известно, что она поставила своим клиентам более 20 двигателей I2T5, а в июле обнародовала планы по созданию созданию завода площадью 900 квадратных метров, который обеспечит создание около 365 установок в год.
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 04 сен 2022, 18:46
student
Стартапы Scout и Privateer Space заявили о создании коллаборации
Занимающийся работами в области оценки состояния околоземной орбиты стартап Scout сообщил о том, что он заключил коллаборационное соглашение с Privateer Space. В результате совместной работы должна быть осуществлена интеграция программных решений обеих компаний, что позволит объединить в едином решении как систему сбора данных Scout, так и систему визуализации Privateer.
Помимо создания программного обеспечения Scout также известна тем, что сейчас разрабатывает системы машинного зрения, которые могут быть полезны при осуществлении навигации космических аппаратов. В настоящий момент времени она уже запустила в составе спутника Orbit Fab одно подобное изделие.
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 08 сен 2022, 22:18
student
Индия намерена построить многоразовую ракету
Индийская организация космических исследований (ISRO) заявляет, что планирует спроектировать и построить новую многоразовую ракету для мирового рынка, которая значительно сократит стоимость запуска спутников.
«Все мы хотим, чтобы запуски были намного дешевле, чем то, что мы делаем сегодня», — сказал председатель ISRO Сридхара Соманат, выступая на Bengaluru Space Expo 2022.
Он сказал, что в настоящее время для вывода на орбиту полезной нагрузки весом в один килограмм требуется от 10 до 15 тысяч долларов.
«Мы должны снизить ее до 5000 или даже 1000 долларов за кг. Единственный способ сделать это — сделать ракету многоразовой. Сегодня в Индии у нас еще нет технологий многоразового использования в ракетах-носителях», — сказал Соманат. «Идея состоит в том, что следующая ракета, которую мы собираемся построить после GSLV Mk III, должна быть многоразовой».
Соманат добавил, что для достижения цели ISRO планирует работать с космической отраслью, стартапами и NewSpace India — коммерческим подразделением агентства.
Конкуренты ISRO включают SpaceX, которая освоила многоразовое использование, особенно с ее универсальной ракетой Falcon 9; Проект Virgin Orbit сэра Ричарда Брэнсона полностью использует его переоборудованный Боинг 747 для снижения затрат; Arianespace медленно продвигает свои многоразовые ракетные версии Ariane 6. Тем временем ведутся разработки десятков сверхдешевых ракет, которые, хотя и не являются прямыми конкурентами тяжеловесным операторам запуска, надеются занять свою нишу в общем спросе.
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 26 сен 2022, 18:43
student
Thales Alenia Space возглавит проект EROSS IOD по обслуживанию на орбите
Thales Alenia Space, совместное предприятие Thales (67%) и Leonardo (33%), и его партнеры были выбраны Европейской комиссией для руководства EROSS IOD, программой, посвященной орбитальным полетам.
EROSS IOD (European Robotic Orbital Support Services In Orbit Demonstrator) проверит технологии, необходимые для роботизированных операций по обслуживанию в космосе, кульминацией которых станет европейская новаторская миссия к 2026 году. Эта миссия продемонстрирует возможности сближения, захвата, стыковки, дозаправки и замены полезной нагрузки спутников.
В связи с растущим числом спутников, вращающихся вокруг Земли, более легким доступом к космосу для удовлетворения потребностей населения мира, от геолокации до подключения, прогнозов погоды и мониторинга окружающей среды, Thales Alenia Space разрабатывает интеллектуальные миссии по обслуживанию на орбите для непосредственного управления спутниками.
► Показать
Цель состоит в том, чтобы продлить срок службы спутников, а также снизить количество космического мусора, чтобы обеспечить лучшее управление текущими и будущими космическими активами. Транспортные средства для обслуживания на орбите представляют собой настоящий сдвиг парадигмы, поскольку будущие космические системы смогут проходить техническое обслуживание и модернизацию даже на орбите. Они полностью изменят правила игры.
Эта программа EROSS IOD находится в стадии подготовки к соглашению о предоставлении гранта и, как ожидается, начнется в январе 2023 года.
Thales Alenia Space, пионер в области обслуживания на орбите:
За последние шесть лет компания Thales Alenia Space провела обширную научно-исследовательскую деятельность для Кластера стратегических исследований в области технологий космической робототехники, являющегося частью обширной исследовательской программы Европейской комиссии Horizon 2020.
Первый этап начался в 2016 году с интегрированных 3D-датчиков (I3DS), проекта, предназначенного для разработки набора датчиков для роботизированных миссий, связанных со сближением в космосе с другим транспортным средством или объектом. Вторым этапом был EROSS в 2019 году, в ходе которого использовались наземные испытания для проверки технологий, необходимых для операций обслуживания на орбите. Thales Alenia Space получила награду Etoiles de l’Europe от Министерства высшего образования, исследований и инноваций Франции за оба этих проекта. Для третьего и последнего этапа, который начался в 2021 году, проект EROSS+ готовится к демонстрации на орбите на этапе предварительного проектирования и доработки ключевых строительных блоков. Недавно выбранный проект EROSS IOD опирается на этот опыт для разработки единственной в своем роде европейской миссии.
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 05 окт 2022, 13:28
student
Иран успешно запустил прототип космического буксира
Иран сообщает об успешном запуске суборбитальной ракеты со ступенью “Saman” (прототип космического буксира), предназначенной для перевода спутника с низкой орбиты на более высокую. Никаких технических подробностей предоставлено не было. Сама ракета кажется намного тоньше диаметра иранской SLV.
Государственное телевидение сообщило, что “Saman” был построен Центром космических исследований страны и запущен в понедельник министерством обороны. Хасан Салари, глава космического агентства Исламской Республики, заявил государственному телевидению, что официальные лица «надеются использовать и испытать буксир в ближайшем будущем».
Re: Спутниковые технологии
Добавлено: 19 окт 2022, 18:49
student
Канада предоставит спутник и приборы для научной миссии NASA по изучению Земли
Правительство Канады объявило 18 октября, что будет финансировать разработку спутника и приборов для программы NАSА по изучению Земли.
В своем выступлении в Оттаве Франсуа-Филипп Шампань, министр инноваций, науки и промышленности, заявил, что правительство согласилось потратить более 200 миллионов канадских долларов (145 миллионов долларов) на высотные аэрозоли, водяной пар и облака (HAWC), один из элементов предлагаемого NАSА для наблюдения атмосферы Миссии System (AOS).
HAWC будет состоять из двух приборов на канадском спутнике и третьего прибора на спутнике NАSА. Оба космических аппарата будут запущены в 2031 году. Общая система AOS будет включать по меньшей мере четыре спутника на полярных и наклонных орбитах, запуски которых начнутся в 2028 году. В дополнение к канадскому вкладу японское космическое агентство JAXA предоставляет спутник, а французское космическое агентство CNES – два прибора.
► Показать
“Канада всегда играла ключевую роль в международных космических программах, помогая находить решения глобальных проблем”, – сказал Шампань. “Сегодняшнее объявление о более чем 200 миллионах долларов основывается на успехах нашего участия в программе AOS NАSА”.
AOS является частью обсерватории Earth System Observatory, всеобъемлющей серии миссий, разработанных в ответ на рекомендации последнего десятилетнего исследования Earth Science, опубликованного в начале 2018 года. Космические аппараты серии AOS будут поддерживать два из пяти “целевых наблюдаемых объектов” из этого отчета: атмосферу и облака, конвекцию и осадки.
“Это больше, чем набор из пяти миссий”, – сказала Карен Сен-Жермен, директор отдела наук о Земле NАSА, о Системной обсерватории Земли на заседании 18 октября Комитета Совета по космическим исследованиям по наукам о Земле и приложениям из космоса. “Это действительно говорит о получении более целостного представления о Земле”.
По ее словам, три миссии обсерватории системы Земли, включая AOS, завершили обзор концепции миссии этим летом и, как ожидается, пройдут этап, называемый ключевой точкой принятия решений (KDP), позднее этой осенью., сказала она. Это позволило бы миссиям перейти к фазе А начальной разработки.
В то время как AOS и другие миссии завершили свои концептуальные обзоры, НАСА также провело независимый обзор всей обсерватории земной системы. По ее словам, цель этого независимого обзора состояла в том, чтобы “по-настоящему изучить все это и посмотреть, не упустили ли мы что-нибудь” в его формулировке. Она сказала, что агентство получило первоначальные результаты этого обзора и включит их в миссии перед KDP-A.