Орбитальная обсерватория для МКС
Со стартовой площадки номер SLC-40 (Space Launch Complex 40) космодрома станции ВВС США «Мыс Канаверал» (штат Флорида, США) 4 мая компанией SpaceX был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, которая вывела на низкую околоземную орбиту с наклонением 51,6° грузовой космический корабль CRS-17. Первая ступень ракеты приземлилась на морскую платформу в Атлантическом океане. Запуск состоялся с 24-часовой задержкой из-за перебоев с питанием на морской платформе.
Миссия SpaceX Dragon CRS-17 выполняется в рамках программы NASA CRS (Commercial Resupply Services – «Коммерческие службы доставки»), которая использует коммерческие космические корабли для доставки грузов на международную космическую станцию. Корпорации SpaceX и Northrop Grumman выполняют эти миссии для NASA поочередно, используя, соответственно, космические корабли Dragon и Cygnus.
Изначально, в 2008 г., с корпорацией SpaceX был заключен контракт на 12 миссий в рамках первой фазы программы CRS – с тех пор количество миссий увеличили до 20. В первые годы («Фаза 1») использовалась оригинальная версия корабля Dragon – в дополнительных миссиях, начавшихся с 2016 г. в рамках второй фазы CRS, используется грузовая конфигурация космического корабля Dragon второго поколения.
Космический корабль Dragon состоит из герметичной капсулы, вмещающей большую часть полезного груза, и негерметичной секции багажника. В багажнике, прикрепленном за капсулой, размещены солнечные батареи и другие системы корабля. Негерметичный груз обычно загружается на МКС с помощью роботизированной руки станции.
В герметичную капсулу космического корабля Dragon CRS-17 было загружено 1517 кг оборудования и материалов, еще 965 кг негабаритного груза было размещено в секции негерметичного отсека, что в сумме составило 2482 кг.
Груз, доставленный в герметичном отсеке, включает в себя 726 кг научного оборудования. В частности, приборы для продолжения исследования Tissue Chips in Space – в нем будут использованы образцы человеческой ткани для изучения того, как клетки реагируют на такие факторы, как лекарства и заболевания в условиях микрогравитации. В ходе другого эксперимента под названием Photobioreactor будет изучаться возможность использования биологических процессов в качестве части системы жизнеобеспечения для длительных космических полетов. В ходе эксперимента на борту лаборатории Destiny космической станции будут выращиваться микроскопические водоросли Chlorella vulgaris. Водоросли потребляют углекислый газ и выделяют кислород, а также производят питательную биомассу, которая может быть использована астронавтами.
В негерметичном отсеке корабля находится орбитальная углеродная обсерватория OCO-3, которая будет использовать три спектрометра для измерения плотности и распределения углекислого газа в атмосфере Земли.
Сезон легких стартов
С космодрома, расположенного на полуострове Махиа (Mahia) в Новой Зеландии, 5 мая был произведен запуск ракеты-носителя Electron новозеландской компании Rocket Lab, штаб-квартира которой расположена в Хантингтон-Бич (штат Калифорния). На орбиту были запущены три спутника: Harbinger, Falcon ODE и SPARC-1 (общая масса полезного груза – чуть более 180 кг).
SPARC-1 – совместный шведско-американский проект, спонсором которого является Лаборатория космических исследований ВВС США (AFRL). SPARC-1 будет тестировать миниатюрную авионику, программные радиосистемы и камеру для изучения новейших возможностей разведки с орбиты. Второй спутник – Falcon ODE спонсируется Академией ВВС США и будет использоваться в тестировании наземного слежения за космическими объектами. Спутник Falcon обладает миниатюрными размерами: 10 см в поперечнике с каждой стороны. Falcon выпустит два стальных шарика для тестирования и калибровки наземных устройств слежения. Harbinger является небольшим коммерческим спутником, созданным компанией York Space Systems. Harbinger продемонстрирует, что спутниковая платформа York S-CLASS (и малые спутники в целом) может удовлетворить потребности государственного заказчика (ВВС США).
Мы уже писали о том, что в настоящее время в сфере запусков наблюдается отчетливая тенденция на увеличение количества мини-, микро- и нано-спутников. Иногда для их обозначения используется термин «кубсаты» (они имеют объем не более нескольких литров и массу в единицы килограммов). В связи с этой тенденцией в мире образовался дефицит дешевых и надежных средств вывода таких спутников на орбиту Земли. Именно для решения данной проблемы и была создана ракета Electron.
«Аэрокосмическая корпорация» (за этим гордым названием скрывается компания, в штат которой всего 100 сотрудников) Rocket Lab имеет свое подразделение в Новой Зеландии и небольшой космодром. Причем тут вообще Новая Зеландия? Объясняется все очень просто – Rocket Lab была основана в 2006 г. новозеландцем Петером Беком. 30 ноября 2009 г. с небольшого острова Меркьюри (расположен около полуострова Коромандел, Новая Зеландия) Rocket Lab произвела успешный запуск ракеты-носителя Ātea-1. Собственно говоря, эта ракета представляла собой шестиметровый цилиндр весом 60 кг, способный выводить на высоту 120 км полезную нагрузку в 2 кг. Однако полет ракеты не отслеживался спутниками, никакой телеметрии не поступало на командный пункт, так что первый запуск частной ракеты из Южного полушария остался под большим вопросом.
Затем Rocket Lab приступила к созданию полноценной двухступенчатой ракеты Electron (высота – 17 м), способной выводить на солнечно-синхронную орбиту (геоцентрическая орбита с такими параметрами, что объект, находящийся на ней, проходит над любой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время) на высоту 500 км полезный груз массой 150 кг. Целью этого проекта было создание дешевой (стоимость запуска должна была составить 5 млн долл.) ракетно-космической системы для вывода на орбиту небольших спутников. Отметим, что при создании ракеты-носителя Electron применялись самые современные технологии – такие как 3D-принтеры и электронно-лучевая плавка (слои металлического порошка расплавляются в вакууме электронным лучом, а не лазером).
Индия усиливает группировку ДЗЗ
21 мая 2019 г. с космодрома Космического центра имени Сатиша Дхавана (Satish Dhawan Space Centre, SDSC), расположенного на острове Шрихарикота в Бенгальском заливе на юге штата Андхра-Прадеш, был произведен успешный старт ракеты-носителя PSLV-CA (Polar Satellite Launch Vehicle), которая вывела на солнечно-синхронную орбиту (SSO) спутник дистанционного зондирования земли RISAT-2B.
Polar Satellite Launch Vehicle в переводе на русский означает «ракета-носитель для вывода спутников на полярную орбиту». Эта ракета была разработана Индийской организацией космических исследований (Indian Space Research Organisation) для запуска индийских спутников дистанционного зондирования (IRS) на солнечно-синхронные орбиты. PSLV – четырехступенчатая ракета-носитель: первая и третья ступени – твердотопливные, вторая и четвертая – жидкостные. PSLV может быль запущена в различных конфигурациях, которые отличаются количеством используемых стартовых ускорителей.
Спутник RISAT-2B, запущенный 21 мая, стал первым в новой серии аппаратов ДЗЗ – он заменит своего предшественника RISAT-2, находящегося на орбите уже десять лет. Спутник, оснащенный радаром X-диапазона, будет наблюдать за землей днем и ночью при любых погодных условиях. Ожидается, что два или три космических аппарата новой серии будут запущены в текущем году, а «тяжелый» спутник RISAT-2A присоединится к группировке в 2020 г. Спутники RISAT эксплуатируются Индийской организацией космических исследований (ISRO). Хотя данная организация во всех официальных релизах заявляет, что к задачам спутников RISAT относятся обслуживание сельского и лесного хозяйства, а также борьба со стихийными бедствиями, их основной целью является военная разведка. RISAT использует радар с синтезированной апертурой (SAR) для построения картинки.
Радиолокационная аппаратура SAR важна для наблюдения, поскольку она не требует солнечного света или ясного неба для обнаружения наземных объектов. Спутники с оптическими приборами могут видеть поверхность только тогда, когда она освещена солнцем и не скрыта облаками, в то время как космический корабль, оборудованный SAR, может наблюдать за поверхностью земли ночью и в облачную погоду. Индия не единственная страна, которая использует радиолокационные изображения для военной разведки. В настоящее время подобную работу выполняют и другие системы ДЗЗ, в том числе американская группировка TOPAZ, японский аппарат IGS и итальянский спутник COSMO-SkyMed. Новейшие радары с синтезированной апертурой также используются на гражданских научных и коммерческих спутниках и на межпланетных зондах.
Интересно отметить, что предшественник RISAT-2B – космический аппарат RISAT-2 был построен для ISRO израильской компанией IAI (Israel Aerospace Industries) и основан на платформе аппарата Polaris (известен и как TecSAR или Ofeq 8), который ISRO запустила для Израиля в 2008 г. Партнерство Индии с Израилем по этому проекту способствовало развитию индийских технологий радиолокационной визуализации и обеспечило успешную разработку RISAT-1. Новые спутники ДЗЗ, включая RISAT-2B, были разработаны ISRO уже самостоятельно.
При массе в 615 кг спутник RISAT-2B примерно в два раза тяжелее, чем RISAT-2. Как и его непосредственный предшественник, RISAT-2B рассчитан на пятилетний срок службы. Возможно, как и RISAT-2, находящийся на орбите с апреля 2009 г., новый спутник сможет проработать в два раза дольше запланированных ISRO сроков.
SpaceX запускает космический интернет
Со стартовой площадки номер SLC-40 (Space Launch Complex 40) космодрома станции ВВС США «Мыс Канаверал» (штат Флорида, США) 23 мая компанией SpaceX был произведен успешный запуск ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, которая вывела на низкую околоземную орбиту первые 60 спутников системы космического Интернета Starlink.
Как известно, система околоземных спутников разрабатывается компанией SpaceX с целью создания дешевого и высокопроизводительного спутникового интернет-канала связи и технических передатчиков для приема и передачи сигнала с земли и орбиты. Организация SpaceX по разработке и исследованию спутниковых интернет-коммуникаций расположена в Редмонте (штат Вашингтон).
Система спутниковой связи Starlink от компании SpaceX была официально представлена общественности в январе 2015 г. Как предполагается, ее прогнозируемая пропускная способность должна составить до 50% всего интернет-трафика и около 10% местного в городах с высокой плотностью населения.
К 2017 г. SpaceX представила нормативные документы для запуска в общей сложности около 12 тыс. спутников на орбиту Земли к середине 2020-х гг. При этом первичное развертывание спутников предполагается осуществить в 2019–2020 гг.
22 февраля 2018 г. с помощью ракеты-носителя Falcon 9, стартовавшей с авиабазы Ванденберг (штат Калифорния), компания SpaceX вывела на орбиту два спутника: Tintin-A и Tintin-B – это были экспериментальные аппараты для системы Starlink.
SpaceX также планирует продавать спутники Starlink, использующие эту же систему, для исследовательских и научных целей.
На первом этапе плана развертывания системы Starlink на орбиту будут запущены 1584 спутника: они будут находиться на высоте 550 км с наклонением 53° к экватору. Спутники Starlink будут распределены по 40 различным орбитальным плоскостям – по 66 аппаратов на одну плоскость.
Исходя из этого плана для завершения первого этапа развертывания Starlink потребуется 24 запуска ракеты-носителя Falcon 9, при каждом из которых на орбиту будут выводиться 60 космических аппаратов. Орбита на высоте 550 км, как известно, является лишь одной из трех орбитальных подсистем, предусматриваемых для группировки Starlink. В настоящее время SpaceX планирует сначала распределить спутники на орбите 550 км, а затем перейти к развертыванию двух других орбитальных подсистем. В дополнение к первой подсистеме, расположенной на высоте 550 км, вторая будет развернута на высоте 340 км и будет состоять из 7518 космических аппаратов. Далее планируется развертывание третьей подсистемы на высоте 1200 км – там будет размещен 2841 спутник.
При массе каждого спутника системы Starlink в 227 кг общая масса полезной нагрузки ракеты-носителя Falcon 9 Block 5, не считая адаптеров и механизмов развертывания, составила 13 620 кг. Отметим также, что это был 71-й запуск ракеты Falcon 9, а полезная нагрузка в 13 620 кг оказалась самой массивной из когда-либо запущенных компанией SpaceX с помощью ракет серий Falcon 1, Falcon 9 и Falcon Heavy.
Использованные источники
SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation)
http://www.spacex.com/
NASA (National Aeronautics and Space Administration)
Rocket Lab
https://www.rocketlabusa.com/
Air Force Research Laboratory (AFRL)
http://www.wpafb.af.mil/AFRL/
Indian Space Research Organisation (ISRO)
https://www.isro.gov.in/
