27 сентября НАСА объявило о распределении контрактов на разработку технологий, которые могут пригодиться при изучении космоса и при подготовке к будущим пилотируемым полетам. 14 компаний получат от космического агентства $43,2 млн, а всего НАСА на такие программы тратит $700-900 млн в год. Согласно условиям контрактов, компании обязуются софинансировать разработки, причем доля их участия зависит от размеров компании.

Согласно пресс-релизу НАСА, самый большой контракт достанется компании Blue Origin. Она получит $10 миллионов за наземные испытания технологии сжижения и хранения жидкого кислорода и водорода, применимой в космосе. В дальнейшем эта технология может быть полезна при добыче топлива на Луне изо льда. Лунный посадочный аппарат Blue Moon, который разрабатывает компания Blue Origin, также будет использовать кислород и водород в качестве топлива.

Три компании получили контракты на разработку двигательных систем для микроспутников. Accion Systems, которая разрабатывает двигатели на электрораспылении ионов, получит $3,9 млн. НАСА рассчитывает, что эти двигатели при меньших массе и энергопотреблении смогут достичь той же производительности, что и двигатели на холодном газе, применявшиеся на марсианских «кубсатах» MarCO. Компания CU Aerospace получит $1,7 млн за запуск «кубсата» с двумя различными двигательными системами. И $2 млн достанутся ExoTerra Resource на создание высокоимпульсной солнечно-электрической двигательной установке.

Компания SpaceX получит $3 млн на прототипирование системы космической дозаправки. Работа будет выполняться совместно с Летно-космическим центром НАСА им. Маршалла. Сама SpaceX планирует применять дозаправку на перспективной ракетно-космической системе Starship.

Небольшое финансирование получат также две компании, участвующие в программе НАСА по доставке грузов на Луну CLPS (Commercial Lunar Payload Services). Astrobotic получит $2 млн за продолжение работы над луноходом совместно с Лабораторией реактивного движения НАСА и Космическим центром им. Кеннеди. Intuitive Machines за $1,3 млн будет работать над системой компьютерного зрения для космических аппаратов.

Ссылка: spacenews.com

Обсудить

В субботу 28 сентября основатель и технический директор компании SpaceX Илон Маск выступил перед журналистами на испытательной площадке компании около техасского города Бока-Чика. Он рассказал о том, как изменился проект сверхтяжелой многоразовой системы Super Heavy/Starship за прошедший год и о планах на ближайшее будущее. Презентация состоялась в 11 годовщину первого орбитального запуска SpaceX. 28 сентября 2008 года сверхлегкая ракета Falcon 1 с четвертой попытки смогла вывести груз на орбиту. Как отметил сам Маск, если бы этот полет не увенчался успехом, история SpaceX бы на нем завершилась.

Super Heavy/Starship – многоразовая ракетно-космическая система. SpaceX пытается реализовать идею «космических челноков» на новом техническом уровне. Как у шаттлов, вторая ступень Starship одновременно выполняет роль космического корабля. Но, в отличие от шаттла, Starship сможет дозаправляться в космосе и совершать посадку на другие тела Солнечной системы. На обеих ступенях SH/Starship будут применяться кислородно-метановые двигатели Raptor.

Космические шаттлы, несмотря на достаточно успешную историю эксплуатации, не смогли оправдать надежды, возложенные на них при запуске проекта. Частота пусков шаттлов так и не достигла десятков в год, а их многоразовать оказалась неполной. Шаттл терял в каждом полете топливный бак, его твердотопливные ускорители получали существенные повреждения при падении в воду, а сам челнок нуждался в дорогостоящем межполетном обслуживании.

В отличие от шаттла, SH/Starship должен стать полностью многоразовым. По утверждению Маска, теоретический предел частоты полетов Starship – до 1000 раз в год. Флот из десяти ракет позволит за год доставить в космос миллион тонн груза. За один запуск SH/Starship сможет доставлять на орбиту 150 т и возвращать на Землю 50 т грузов. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м.

Длина Super Heavy – 68 м, на ней будет установлено 37 двигателей Raptor в атмосферой версии, семь из них будут подвижны для управления ориентацией ракеты. По словам Маска, теоретически, число двигателей можно сократить, а потому мы можем ожидать, что на первых версиях SH их будет меньше. Однако в случае многоразовых систем важно поддерживать высокое соотношение тяги к массе, т. к. ускоритель должен придать второй ступени максимальную скорость. Именно этим обусловлено стремление установить на первой ступени 37 двигателей. Как и первая ступень Falcon 9, Super Heavy будет оборудована решетчатыми рулевыми крыльями. После выполнения миссии она будет возвращаться на стартовую площадку. Масса топлива полной заправки Super Heavy составит 3300 т. Общая тяга ступени составит около 7500 тс (74 000 кН).

Starship в актуальной версии имеет длину 50 м. Планируется, что сухая масса аппарата составит 120 т, хотя в первом прототипе она достигает 200. Топливные баки ступени вмещают 1200 т топлива. При возврате на Землю Starship будет использовать полностью аэродинамическое торможение в атмосфере при помощи подвижных крыльев, а затем он будет выполнять вертикальную посадку на реактивных двигателях. Каждый корабль будет оборудован тремя атмосферными двигателями Raptor с контролем вектора тяги и тремя неподвижными вакуумными двигателями.

Обе ступени будут работать с избытком окислителя в соотношении жидкого кислорода к жидкому метану 3:1.

Выбор стали в качестве материала для постройки SH/Starship Маск объяснил тем, что она хорошо сохраняет прочностные свойства как при высоких, так и при низких температурах. Он также отметил, что она почти в 50 раз дешевле углепластика. Высокая температура плавления стали позволяет снизить требования к керамическим плиткам теплозащитного покрытия. Инженеры SpaceX рассчитывают, что они будут достаточно легкими и не потребуют частой замены.

Илон Маск выступал на фоне прототипа второй ступени своей системы Starship Mk1, сборка которой завершилась на этой неделе. Ее постройка началась около четырех месяцев назад, а первый полет, по ожиданиям Маска, произойдет через 1-2 месяца. Максимальная высота полета Starship Mk1 составит 20 км. Ему отводится та же роль, какая отводилась тестовому аппарату «Кузнечик» (Grasshopper) при создании многоразовой первой ступени ракеты Falcon 9.

Параллельно SpaceX строит Starship Mk2 на своей площадке во Флориде. Он должен быть готов через несколько месяцев. С каждым новым аппаратом проект корректируется, а производственные процессы будут улучшаться, причем скорость прогресса Маск оценивает как экспоненциальную. Именно с учетом этой оценки он описал предварительный план испытательной программы для SH/Starship, уточнив, однако, что дать точный прогноз при разработке настолько уникальной и сложной системы просто невозможно.

Постройка Starship Mk3 начнется приблизительно через месяц в Бока-Чика, и она должна быть завершена через 3-4 месяца. Начиная с этого аппарата SpaceX будет использовать цилиндрические секции с одним сварным швом вместо секций, сваренных из прямоугольных листов, что позволит существенно снизить сухую массу. Starship Mk4 должен быть готов через 4-5 месяцев. Первую ступень Super Heavy начнут собирать после Mk4. Маск не ожидает больших сложностей с ней, но отмечает, что «узким местом» в производственном процессе остаются темпы постройки двигателей Raptor. В первом квартале следующего года SpaceX планирует выйти на производство одного двигателя в сутки.

Приблизительно начиная с Mk3 или Mk4 запланирована замена рулевых двигателей на холодном газе (сжатом азоте) на более эффективные двигатели, использующие «горячий» газ.

Первым на орбиту сможет отправиться Mk3, или, что более вероятно, 4-5 аппарат. Маск надеется увидеть первый орбитальный запуск в следующем году и не исключает даже первого пилотируемого запуска до конца 2020 года. SpaceX планирует осуществлять пилотируемые запуски с обеих площадок: и из Техаса, и из Флориды.

Отвечая на вопросы журналистов, Маск отметил, что Starship не может выйти на орбиту без первой ступени: если его максимально облегчить, он смог бы это сделать, но только без возврата на Землю, что не имеет смысла.

Сейчас на программу SH/Starship расходуется менее 5% ресурсов SpaceX. Основные усилия компании направлены на ввод в эксплуатацию пилотируемого корабля Dragon, который сможет доставлять астронавтов на Международную космическую станцию.

Космическая лента

Обсудить

24 сентября американская компания Virgin Orbit сообщила, что отправила первый летный экземпляр сверхлегкой ракеты LauncherOne со своей фабрики в калифорнийском городе Лонг Бич в авиакосмический центр Мохаве.

LauncherOne – ракета-носитель легкого класса, стартующая с самолета Boeing 747. Двухступенчатая ракета будет доставлять до 500 кг полезной нагрузки на низкую околоземную или до 300 кг на солнечно-синхронную орбиту. Обе ступени LauncherOne используют в качестве топлива керосин и жидкий кислород.

В ближайшие недели с ракетой будет проводиться комплекс испытаний, включающий интеграцию с самолетом и пассивный полет на Boeing 747 без сброса и включения. Virgin Orbit не публикует график предстоящих испытаний, но 11 сентября исполнительный директор компании Дэн Харт сказал, что они займут несколько недель. Согласно его оценке, носитель будет готов к первому пуску к середине осени. Основатель Virgin Group сэр Ричард Бренсон 16 сентября дал более осторожную оценку. По его словам, пуск LauncherOne может состояться через 6-8 недель.

Сейчас в эксплуатации находится одна ракета сверхлегкого класса, «Электрон» компании Rocket Lab. В следующем году помимо LauncherOne к ней должна присоединиться Firefly Alpha от компании Firefly Aerospace. Эксперты сомневаются, что рынок выведения малых спутников в ближайшие годы будет достаточно велик для большого количества операторов.

Ссылка: spacenews.com

Обсудить

1. В законопроект о бюджете заложили $22,75 млрд для NASA в 2020 году.

Комитет по ассигнованиям американского Сената 24 сентября одобрил законопроект о расходах, в рамках которого предполагается выделить НАСА в следующем фискальном году $22,75 млрд. Это на $1,25 млрд больше того, что изначально запрашивало космическое агентство, и на $435 млн больше запроса Белого дома. В то же время, законопроект не в полной мере покрывает расходы на новую лунную программу «Артемида».

Согласно утверждению сенаторов, законопроект предусматривает дополнительное финансирование научных миссий (это космическая астрономия и исследование Солнечной системы), образовательных программ и пилотируемой исследовательской программы (под ней подразумеваются разработка сверхтяжелой ракеты SLS и нового космического корабля «Орион»).

Статья финансирования SLS в следующем году должна вырасти на $1,2 млрд по сравнению с 2019 годом до $2,586 млрд. Из них $300 млн будет потрачено на создание новой верхней ступени EUS, которую НАСА не намерено использовать как минимум до 2025 года. «Орион» получит $1,4 млрд, что лишь немного выше уровня текущего года.

С другой стороны, из запрошенного НАСА $1 млрд на начало разработки лунного посадочного аппарата было выделено только $744 млн. Это может сказаться на количестве компаний, которые получат контракты «первого этапа» на проработку концепций аппарата.

На научные исследования НАСА должно получить $6,9 млрд. Расходы были увеличены по сравнению с запросом НАСА, чтобы предотвратить завершение нескольких миссий, включая инфракрасный телескоп WFIRST – на него сенаторы готовы выделить $445,7 млн.

Следует учитывать, что данный законопроект не является конечным документом, определяющим бюджет НАСА в следующем году.

2. NASA закажет три дополнительных корабля Orion.

23 сентября американское космическое агентство анонсировало коррекцию контракта с компанией Lockheed Martin на постройку пилотируемых кораблей «Орион», которые будут использоваться для полетов к Луне.

Контракт на производство и операционное обслуживание кораблей «Орион» включал заказ на три корабля для миссий «Артемида-3», «Артемида-4» и «Артемида-5» в 2024-2026 годах. Стоимость контракта составляла $2,7 млрд. Теперь НАСА объявило о намерении в 2022 году заказать дополнительно три корабля для 6-8 экспедиций за $1,9 млрд. Снижение цены обусловлено намерением повторно использовать некоторые элементы конструкции командного модуля корабля, включая электронику и ложементы. Согласно документам космического агентства, в дальнейшем контракт может быть расширен для приобретения еще шести кораблей «Орион» до 2030 года.

Два корабля «Орион» для первых запусков в 2021 и 2022 годах были профинансированы в рамках другого контракта.

Американская лунная программа «Артемида» разделена на два этапа. На первом этапе, который должен завершиться до конца 2024 года, будет создана минимальная версия окололунной орбитальной станции Gateway, а астронавты миссии «Артемида-3» высадятся на поверхность Луны. С 2025 года начнется реализация второго этапа программы, в рамках которого НАСА будет наращивать станцию Gateway с широким привлечением международных партнеров и продолжит осуществлять высадки на поверхность Луны. Предложение о сотрудничестве от американского космического агентства уже приняли Канада, Европа и Япония.

Космическая лента

Обсудить


(автор схемы)

С начала сентября Роскосмос анонсировал сразу несколько новых ракет-носителей, разработка над которыми то ли должна начаться, то ли не должна. Сейчас пришла пора изучить весь предлагаемый зоопарк средств выведения.

К 2019 году из семейства ракет-носителей «Ангара» остались две ракеты: «Ангара-А1.1» и «Ангара-А5». Первая должна заменить легкие конверсионные ракеты, а вторая разработана на замену «Протону-М», эксплуатация которого заканчивается в 2025 году. К недостаткам «Ангары» относится высокая цена: из-за свой модульности «Ангара-А5» никогда не сможет стать конкурентоспособной. Пока не подтверждена и надежность ракеты. Кроме того, в нынешнем виде она не соответствует требованиям технического задания. Достичь заявленной грузоподъемности сможет только модернизированная «Ангара-А5М» с форсированными двигателями.

Роскосмос не планирует отказываться от «Ангары». Разработка базовой версии ракеты уже давно завершена. Летные испытания тяжелой «Ангары» должны возобновиться в конце этого или начале следующего года, и во второй половине 2020-х годов она останется единственной российской ракетой тяжелого класса.

«Союз-5» («Иртыш», «Сункар») – перспективная ракета-носитель среднего класса, которая разрабатывается в рамках текущей Федеральной космической программы уже несколько лет. В прошлом году была завершена работа над эскизным проектом, а полеты «Союза-5» должны начаться в 2023 году с Байконура.

На первой ступени ракеты будут использованы двигатели РД-171МВ – модернизированная версия двигателей РД-171, применявшихся на украинском «Зените» (представители Роскосмоса порой называют эти двигатели самыми мощными ракетными в мире, но это не соответствует действительности). Грузоподъемность «Союза-5» составит 17 т. Эта ракета является попыткой воссоздать «Зенит» на российском производстве, – но, разумеется, с адаптацией под собственные возможности.

Несколько недель назад «Роскосмос» объявил, что для начала летных испытаний перспективного пилотируемого корабля (ПТК НП) будет использована ракета «Ангара-А5П», а не «Союз-5». Российские военные отказались от использования Байконура, а потому других государственных заказов для ракеты не найдется. Сейчас не очень понятно, как «Союз-5» сможет конкурировать за коммерческие заказы на международном рынке. Ранее компания S7 Space, владеющая плавучим космодромом Sea Launch, называла «Союз-5» неконкурентоспособным.

Неожиданностью стал анонс 6 сентября еще одной ракеты среднего класса – «Союз-6» («Амур»). На ней будут использованы двигатели РД-180, которые сейчас закупаются американской компанией ULA, а грузоподъемность «Союза-6» составит около 9 т при запуске на низкую орбиту, 5,5 т на солнечно-синхронную орбиту или 2,3 т на ГПО. Судя по июльским и февральским заявлениями главы госкорпорации Дмитрия Рогозина, в перспективе эта ракета должна будет заменить (или частично заменить) «Союз-2», который используется для запуска пилотируемых кораблей «Союз-МС», грузовых кораблей «Прогресс-МС», спутников дистанционного зондирования Земли, связи и навигации. Старт для «Союза-6» Роскосмос намерен построить на Байконуре, т. е., в отличие от «Союза-2», эта ракета не будет использоваться для запусков военных аппаратов. Первый старт намечен на 2025 год.

Непонятно, чем обусловлено намерение заменить «Союз-2» помимо желания пристроить двигатели РД-180. Нет никаких сомнений, что «Союз-6» будет существенно дороже, т. к. сами РД-180 являются крайне дорогими.

6 сентября Роскосмос также анонсировал создание сверхлегкой частично многоразовой ракеты для отработки метановых двигателей. Вероятно, речь идет о проекте «Крыло-СВ», который ранее поддержал Фонд перспективных исследований. Система предназначена для вывода на солнечно-синхронную орбиту космических аппаратов массой до 600 кг. Схема работы ракеты предусматривает отделение первой ступени ракеты-носителя на высоте 59-66 километров и ее возвращение в район старта с посадкой на взлетно-посадочную полосу. Разработчики надеются начать полеты неких «демонстраторов» в 2022 году.

Наконец, 18 сентября, выступая перед студентами БГТУ «Военмех», Дмитрий Рогозин показал еще одну ракету – метановый 9-тонный аналог «Союза-6». Изначально такую ракету в инициативном порядке разрабатывал РКЦ «Прогресс» под названием «Союз-5». После того, как название отошло Роскосмосу для аналога «Зенита», метановый моноблок был переименован в «Союз-7». Сейчас у ракеты нет официального названия. Информации о том, какое предприятие будет разрабатывать двигатели, а также о месте и сроках начала летных испытаний также нет. Задачи для ракеты, которая будет дублировать уже имеющуюся «Союз-2» и разрабатываемую «Союз-6», также неясны.

В Федеральной космической программе на 2016-2025 годы предусмотрено финансирование только для «Ангары» и «Союза-5». Однако с каждым годом Роскосмос все дальше отходит от этой программы, отменяя заявленные в ней работы и взамен инициируя другие. Очевидно, что официальный пересмотр ФКП или полный отказ от нее рано или поздно станет неизбежен – особенно в свете желания правительства вообще отменить федеральные целевые программы.

Очевидно, что Роскосмосу не выделят финансирование на все заявленные проекты ракет, и ему придется выбирать. Учитывая, сколько вопросов накопилось к обоснованиям предложенных ракет, можно ожидать, что внятно объяснить критерии выбора ракет для финансирования Роскосмос также не сможет. Ему мешают отсутствие стратегического планирования программы развития средств выведения и непонимание целей космонавтики в целом. После всех ракетных инициатив этой осени возникает ощущение, что смысл своего существования Роскосмос видит в разработке и проведении пусков ракет. Хотелось бы напомнить руководству отрасли, что это не так. Космонавтика – это деятельность, связанная с работой автоматических и пилотируемых аппаратов в космосе. Ракеты являются всего лишь средством доставки спутников в космическое пространство. И внимание им должно уделяться соответствующее: значимое, но не основное.

Космическая лента

Обсудить

В июле следующего года к Марсу должна отправиться совместная научная миссия Европейского космического агентства и Роскосмоса «Экзомарс-2020» (ExoMars 2020). Она будет состоять из европейского перелетного модуля и тяжелого марсохода «Розалинд Франклин», а также российской посадочной платформы, которая должна обеспечить доставку марсохода на поверхность планеты. За создание парашютной системы для десантного модуля отвечает ЕКА.

Предыдущие испытания парашютной системы состоялись 28 мая вблизи шведского города Кируна. Несмотря на то, что парашюты обеспечили необходимое снижение скорости, при выпуске парашютов из контейнеров на ткани образовывались разрывы. После этого инженеры доработали контейнеры, чтобы уменьшить трение при выдергивании парашютов, и очередные испытания парашютной системы «Экзомарса» прошли 5 августа. Добиться успеха вновь не удалось: парашюты порвались, и полноразмерный макет десантного модуля разбился при посадке.

Парашютная система «Экзомарса» состоит из двух последовательно работающих парашютов, которые будут раскрываться при помощи вытяжных парашютов. Последовательность их работы выглядит следующим образом. Сначала при помощи пиропатрона высвобождается вытяжной парашют. Полностью раскрывшись, он вытягивает колпак контейнера с основным 15-метровым парашютом первого этапа. Этот парашют должен обеспечить торможение со сверхзвуковой до дозвуковой скорости. После отстрела парашюта первого этапа вновь срабатывает пиропатрон, выпускающий вытяжной парашют второго этапа. И он, раскрывшись, вытягивает второй основной парашют с диаметром купола 35 м. На заключительном этапе посадки десантный модуль отстреливает теплозащитный экран и задействует реактивные двигатели, которые должны обеспечить мягкое приземление аппарата на поверхность Марса.

В начале сентября Европейское космическое агентство провело семинар, посвященный проблемам парашютной системы, и пригласило представителей Лаборатории реактивного движения НАСА для консультаций, т. к. НАСА имеет большой опыт разработки парашютных систем для посадки на Марс. Американские специалисты согласились с выводами ЕКА и рекомендовали упрощать и адаптировать конструкцию контейнеров, чтобы обеспечить более аккуратный выпуск парашютов. В среду 18 сентября в Нидерландах состоялась встреча, на которой предполагалось утвердить программу дальнейшей работы с парашютной системой.

Сейчас ЕКА готовит два дополнительных испытания парашютов, которые состоятся в декабре 2019 и феврале 2020 года. Если хотя бы одно из них пройдет неудачно, запуск «Экзомарса» придется перенести с 2020 на конец 2022 года.

Новые испытания будут проводиться в штате Орегон в США, а не в Швеции, как предыдущие. Как и в ходе предстоящих тестов, испытаниям будут подвергаться и 15-метровый, и 35-метровый парашюты.

Ссылка: spacenews.com

Обсудить

Американская компания Advanced Space получила $13,7-миллионный контракт НАСА на разработку микроспутника, который будет запущен в конце 2020 года. Он должен будет работать на орбите Луны, на которой с 2022 года начнется постройка посещаемой пилотируемой станции Gateway.

Малый космический аппарат получил название CAPSTONE – Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (Окололунный эксперимент по отработке операций автономной системы позиционирования и навигации). Он будет работать на около-прямолинейной гало-орбите, в перицентре приближаясь к поверхности Луны на расстояние 1,6 тыс. км и в апоцентре отдаляясь от нее на 70 тысяч км. Эта орбита будет сохранять свое положение относительно Земли, как показано на анимации НАСА.

При помощи CAPSTONE американское космическое агентство планирует отработать выведение космического аппарата на гало-орбиту Земли и навигацию на этой орбите. Собранная информация будет использована для планирования и разработки двигательно-энергетического модуля (PPE, Power Propulsion Element) – первого элемента будущей окололунной станции Gateway.

CAPSTONE представляет собой 12U-кубсат, т. е. он будет состоять из 12 блоков размером 10x10x10 см. Он будет оборудован системой связи, которая позволит определять расстояние до научного спутника LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), находящегося на орбите Луны, и скорость изменения дистанции между ними. Эта информация необходима для отработки автономной системы навигации, которая позволит будущим миссиям НАСА определять свое положение в космосе, не полагаясь на связь с Землей.

Помимо этого, в задачи CAPSTONE входит уточнение характеристик около-прямолинейной гало-орбиты, отработка эффективного выхода на гало-орбиту, отработка запуска микроспутников к Луне в качестве попутной нагрузки, а также подтверждение возможностей коммерческих компаний быстро разрабатывать и обслуживать микроспутники, работающие за пределами земной орбиты.

Путь кубсата до орбиты Луны займет три месяца, срок активной работы на орбите составит полгода. Пока что неизвестно, на какой ракете-носителе будет выведен CAPSTONE. Рассматриваются различные варианты вплоть до запуска в качестве основной нагрузки на ракете-носителе легкого/сверхлегкого класса.

Ссылка: nasa.gov

Обсудить