На днях, программа Система космических запусков (Space Launch System (SLS)), в рамках которой космическое агенство НАСА разрабатывает сверхтяжелую ракету-носитель для отправки астронавтов в глубокий космос и на Марс, получила решающую поддержку от своего самого маловероятного союзника: коммерческой космической промышленности, об этом проинформировало издание The Verge.
Алан Штерн, председатель совета директоров Федерации коммерческих космических полетов (CSF), публично объявил о поддержке этой программы на конференции в Вашингтоне. Федерация, представляет собой ассоциацию более 70 предприятий и организаций в сфере аэрокосмической индустрии США, в том числе таких крупных игроков, как SpaceX Элона маска и Blue Origin Джеффа Безоса. Таким образом, это одобрение Федерации, в которую входили самые яростные противники SLS, знаменует собой значительный сдвиг в государственно-частном партнерстве. Штерн видит потенциал программы SLS в том, чтобы положить начало обустройству чего-то вроде коммерческой лунной базы (в том случае, если НАСА вновь устремит свои взгляды к возвращению на Луну).
О смещении акцентов в космической политике администрации президента США Дональда Трампа, которая, скорее всего, теперь сосредоточится на более реальных и выполнимых задачах за предстоящие четыре года полномочий главы государства, пишет российское информационное агенство ТАСС со ссылкой на The Wall Street Journal. В статье небезызвестного Энди Паштора, выразителя интересов "олдскульной" группы в НАСА, также говорится о полете на орбиту Луны к 2020 году или же о выводе на земную орбиту собственной космической станции. При этом, предполагается, что упор на частный сектор будет сохранен в будущей программе освоения космического пространства.
Стоит предположить, что намечается новый тренд на возрождение гонки вооружения в космосе времен "холодной войны", но теперь на основе государственно-частного партнерства, отдельные элементы которой наблюдались в последнее время. Чтобы понять о каком сдвиге или смещении акцентов собственно, идет речь, нужно перейти к рассмотрению некоторых технических подробностей недавних событий.
Как, уже известно, в середине января с базы ВВС США Ванденберг в Калифорнии был успешно произведен запуск тяжелой ракеты-носителя Falcon 9 предпринимателя Элона Маска с миссией Iridium-1. Вторая ступень ракеты-носителя успешно вывела на орбиту десять телекоммуникационных спутников нового поколения Iridium NEXT. Предполагается к 2018 году запустить на орбиту в общей сложности не менее 81 спутника, которые постепенно заменят 66 орбитальных аппаратов предыдущего поколения спутниковой сети Iridium.
Первый спутник Iridium заработал в 1997 году и в течение нескольких лет на орбиту были запущены остальные. Однако, компания Iridium LLC позднее обанкротилась из-за недооценки темпов развития наземной сотовой связи и несовершенства использованных технологий. В конце концов этот проект с новым владельцем спасла только поддержка минобороны США. И вот по прошествии 20 лет их начали менять на следующее поколение Iridium NEXT с номинальным сроком службы в 15 лет. Но, почему Пентагон заинтересовался проектом Iridium? Понятно, что тем самым, военное ведомство обеспечило себя гражданской спутниковой связью. Но, у этого проекта и военная составляющая. По договоренности об обслуживании интересов минобороны США, на спутниках второго поколения размещена полезная нагрузка американской системы предупреждения о ракетном нападении РВСН. Компания Iridium разочаровавшись в обещаниях "Космотраса", созданных совместно Россией, Украиной и Казахстаном, обратилась к миллиардеру Элону Маску, который двумя руками ухватился за этот проект.
Стоит внимательнее взглянуть на этот телекоммуникационный спутник Iridium NEXT. При весе 860 кг в рабочем состоянии его габариты составляют 9,4 м. в поперечнике вместе с развернутыми панелями солнечных батарей. В сложенном состоянии 3.1мх2.4мх1.5м. Таким образом, "плотность" размещенного оборудования достигает порядка 77 кг/куб.м.
При этом в обтекателе размерами РН Falcon 9, длиной 13 м и диаметром 5.2 м разместили всего 10 штук (5х2) на специальном диспенсере, весом в тонну. И не потому, что не вошло больше, просто для одной плоскости орбиты Iridium NEXT и не требуется более.
Стоит отметить, что запуск производился в северо-западном направлении через полярную орбиту. Дело в том, что для охвата максимально большей территории земной поверхности, эти спутники имеют наклонение орбиты в 86, 4° и разнонаправленное вращение в 6-ти разных плоскостях, в целях обеспечения устойчивой связи между ними через трансивер Ku-диапазона. Каждый спутник поддерживает связь с двумя спутниками "спереди" и "сзади" в той же орбитальной плоскости и двумя спутниками в соседних плоскостях по обе стороны, вращающихся в том же направлении. Поэтому большее значение имеет время запуска, для размещения на нужной орбите.
Этот запуск со спутниками Iridium NEXT имеет большое значение для реализации Элоном Маском своего проекта по созданию глобального спутникового интернета, который позволил бы ему осуществить свою мечту о полете на Марс. Напомню, что к концу 2014 года Грег Уайлер и Элон Маск не сумели договориться об общей технической архитектуре проекта и их пути-дороги разошлись. Маска интересовали относительно компактные, но технически сложные и дорогие спутниковые аппараты, а Уайлер настаивал на таких же небольших, но дешевых изделиях. Этот казалось бы на первый взгляд не самый главный вопрос, вероятно во многом станет определяющим в судьбе спутникового интернета.
Летом прошлого года, "Роскосмос" провел переговоры с компанией OneWeb о продолжении сотрудничества по запускам космических аппаратов на российских ракетах. Ранее сообщалось, что представители OneWeb обсуждают с "Роскосмосом" возможный контракт на пуски 40 "Союзов", а его стоимость составит $2,4 млрд с 2017 по 2019 год. Всего планируется вывести на орбиту высотой 1,2 тыс. км 672 спутника базовой группировки OneWeb. Помимо, наземных терминалов, Грег Уайлер намерен обеспечить связью в Ku-диапазоне и индивидуальных пользователей с помощью портативных спутниковых терминалов обеспечивающих 200-метровую зону LTE. При этом заявляется, что пользователи получат качество связи не ниже 4G.
Но, Грег Уайлер со своим проектом Oneweb не был первопроходцем в том, что задумал соединить спутник и мобильный телефон напрямую без сети наземных терминалов. Еще в далеком 2006 году японцы запустили спутник Кику-8 на ГСО вещающий в S-диапазоне. А связь со спутником осуществлялось непосредственно мобилой оснащенной небольшой приемно-передающей антенной.
Правда, есть существенное отличие в том, что сигнал в S-диапазоне менее подвержен рассеиванию в земной атмосфере, чем сигнал в Ku-диапазоне. Однако, геопереходная орбита (ГПО) высотой в 1150 км. намного ближе, чем геостационарная ГСО, на высоте порядка 36 тыс.км.
Недавно выявленные проблемы с двигателями "Протонов" и "Союзов", могут сдвинуть сроки запусков спутников компании Oneweb. К слову сказать, в российском ФГУП "Космическая связь" (ГПКС) тоже задумались об использовании альтернативных средств выведения на зарубежных носителях и не исключают возможной кооперации с Китаем в связи с надежностью их средств выведения.
В конце прошлого года компания SpaceX также получила лицензии на создание сети орбитальных спутников SpaceX Satellite Constellation.
Из подробностей известно, что при весе 386 кг габариты составляют 4.0мх1.8мх1.2м. Общая площадь солнечных батарей занимает в развернутом положении 24 кв.м (6мх2мх2 шт.). При этом "плотность" размещаемого оборудования приблизительно 46,7 кг/куб. м. Компания не объясняет каким образом она намерена запустить на орбиту 4425 спутников, но сообщается, что на первом этапе будет размещено 1600 штук по 50 на одной плоскости орбиты.
Исходя из размеров спутника под обтекателем РН Falcon 9 их можно распределить следующим образом.
Таким образом их число составит 12 штук, что явно недостаточно, чтобы уложиться в заявленные сроки. Но компания Space X давно планирует спроектировать головной обтекатель для повторного использования. И без особого ущерба конструкция может быть изменена с тем чтобы расположить там 18 аппаратов, общей массой с учетом массы диспенсера порядка восьми тонн.
Программа выведения рассчитана на пять лет. На первом этапе предполагается запустить 1600 спутников по 50 на одной плоскости орбиты. Выходит примерно около 90 запусков за первые два года. В год получается 45 запусков, что представляется вполне реальным. А с учетом ввода в эксплуатацию РН Falcon Heavy тяжелого класса, способной выводить на орбиту ГПО до 22,2 тн это количество может быть даже увеличено.
Рассмотренных два предыдущих проекта - "дорогая" спутниковая связь Iridium NEXT с глобальным интернетом и "дешевый" глобальный интернет Oneweb с ограниченной возможностью апгрейда, очевидно имеют свои недостатки.
Каким путем пошел Элон Маск? Он выбрал принцип успешно сработавший в продажах электромобилях Tesla - начал не с дешевых электромобилей и не дорогущих спортивных масклкаров, а выбрал "премиум-класс" среди гражданских автомобилей. Он верно рассудил, что глобальный спутниковый интернет на обычной мобиле, станет не только доступным, но и модным трендом. Более того, возможность апгрейда оборудования заложенная в этих спутниках позволит реализовывать в относительно недалеком будущем не только увеличение скорости передачи данных, но и новые технологии. Срок службы спутника (nominal operations) в 5-7 лет в этом смысле оптимален. К концу срока службы они просто морально устареют. Вероятно, к этому времени он уже запустит новый проект на основе квантовой телепортации - способе мгновенной передаче данных, над которым сейчас активно работает Китай.
Однако, обращает на себя внимание, что соотношение массы и объема у спутников Space X почти в два раза ниже, чем у Iridium NEXT. А та последовательность с которой Пентагон оказывал помощь проекту Iridium наталкивает на мысль, что и у проекта SpaceX Satellite Constellation теперь есть военная составляющая.Какая? Большой вопрос. Но, соотношение массы этого спутника по отношению к объему не характерно для коммуникационных спутников. Чем предполагается "заполнить" этот объем пока непонятно.
Недавно избранный президент США Дональд Трамп затеял оценку действующей системы противоракетной обороны (ПРО) с целью определить возможности для ее укрепления. И по сути это продолжение реанимированной Бараком Обамой программы СОИ. Один из проектов программы "звездных войн" - проект Brilliant Pebbles (Бриллиантовые камешки), к реализации которого стремился Джордж Буш еще в 1989 году, предусматривал запуск на орбиту около 4 тыс. мини-спутников оснащенных оружием на "новых физических принципах", а по сути нынешних орбитальных платформ (боевых звезд) Джорджа Фридмана.
Теперь мы слышим, что Элон Маск также намерен запустить более четырех тысяч спутников SpaceX Satellite Constellation для обеспечения глобального интернета в рамках программы Space Launch System. Вполне вероятно, что кому-то в Пентагоне не дает покоя мысль оснастить какие-то из этих спутников то ли кинетическим оружием, то ли боевыми лазерами. Пока остается строить предположения.
Может кто-то в администрации Белого Дома знает что-то такое, о чем не догадываются простые смертные? Да и сам план Илона Маска по полетам на Марс теперь больше похож на план спешной эвакуации, чем на план колонизации Марса. Сопроводил он тогда эту осеннюю презентацию какими-то туманными намеками про гибель человечества.
Теперь вот и китайцы на Марс засобирались. С чего бы это? В планах на 2020 год появилось желание запустить автоматический зонд на Красную планету. Ранее китайские космические чиновники заявляли лишь о запуске лунного зонда к концу 2017 года, а посадку на лунную поверхность для сбора образцов предполагалось осуществить к 2018 году.
Но вернемся к вопросу о сдвиге в концепции космической политики Дональда Трампа о которой заговорила мировая пресса. Известно, что НАСА в настоящее время разрабатывает ракетоноситель, основой которому послужил проект "Орион" из так и не оперившейся программы "Созвездие" с тем, чтобы осуществить намеченный дебютный полет к осени 2018 года. После завершения, ракета будет способна поднять 70 тонн на низкую орбиту. И это только ожидаемая способность первой модификации ракеты, известной как Block 1. В планах НАСА строительство нескольких вариантов SLS, что позволит увеличить грузоподъемность ракеты и сделать ее одной из самых мощных ракетоносителей, которые когда-либо были построены. Следующим этапом эволюции SLS предполагается Block 1B, на который будет установлена более мощная верхняя ступень, способная вывести на низкую орбиту полезную нагрузку уже в 105 тонн. И последняя версия SLS, Block 2, будет иметь еще более мощные отделяемые ускорители, для вывода на орбиту 130 тонн полезного груза.
Планы Элона Маска с его Falcon Heavy в этом смысле более скромны. Этому РН тяжелого класса еще только предстоит взлететь, хотя и SpaceX утверждает, что она будет в состоянии поднять 54 тонны- меньше тех возможностей, что обещает НАСА для SLS. Тем не менее, если сравнить заявленную SpaceX начальную стоимость Falcon Heavy в $ 90 млн, только с одним запуском SLS, который по словам представителя НАСА, оценивается в $ 1 млрд, то сравнение будет явно не в пользу национального космического агентства.
Тогда в чем же тут дело? Почему бы НАСА не использовать несколько ракет Falcon Heavy вместо одной SLS? И почему речь зашла о лунных базах? Возможно стоит более пристально взглянуть на то, о чем говорят критики концепции Нового космоса Барака Обамы.