Предназначенный для международной космической станции модуль «Наука», находящийся на ремонте в Центре им. Хруничева, может так и не отправиться на орбиту после 22 лет разработки.

В марте стало известно, что инженеры, занимающиеся очисткой топливопроводов Многофункционального лабораторного модуля «Наука», обнаружили загрязнение еще и в топливных баках модуля. Несколько попыток промыть баки оказались неудачными. Топливная и двигательная системы МЛМ предназначены для транспортировки модуля с опорной орбиты на орбиту МКС И обеспечения стыковки. Подробнее об истории постройки модуля и технических проблемах с ним можно прочитать здесь.

Сегодня стало известно, что запасные баки, которые специалисты предложили использовать вместо уже установленных, тоже оказались загрязненными.

Судя по статье в ТАСС, Центр им. Хруничева предлагает отказаться от дальнейшего ремонта модуля, ссылаясь на устаревание резиновых элементов его конструкции. Возиться с починкой старых или производством новых баков предприятие не хочет: то ли считает это слишком муторным и сложным, то ли не верит в успех. Последнее слово остается за Роскосмосом.

Все это грустно.

Космическая лента

Обсудить

Ночью 31 марта компания SpaceX осуществила первый пуск ракеты-носителя Falcon 9 с многоразовой первой ступенью. Для этой ступени запуск коммуникационного спутника SES-10 стал второй космической миссией: год назад она же использовалась при запуске к Международной космической станции грузового корабля Dragon в рамках миссии CRS-8.

В зависимости от точки зрения, Falcon 9 с этого дня можно как считать, так и не считать первой многоразовой ракетой. В 2016 году Blue Origin, другая американская компания, осуществила несколько пусков суборбитальной одноступенчатой ракеты New Shepard. Хотя она в ходе своих полетов достигает формальной границы космоса в 100 км, New Shepard не в состоянии выводить грузы на орбиту Земли и не является ракетой космического назначения.

Другой пример – многоразовый ракетно-космический комплекс Space Shuttle, эксплуатация которого началась в 1981 году и завершилась в 2011. Шаттл является абсолютно уникальной системой: это одновременно и ракета-носитель, и космический корабль, который сам себя «запускает» в космос. При этом он, как и обычные ракеты, являлся средством выведения грузов на орбиту. Таким образом, звание первого многоразового средства выведения все-таки скорее отходит к шаттлу, но Falcon 9, несомненно, становится первой многоразовой ракетой-носителем в истории земной космонавтики. И на данный момент она единственная в своем классе.

Путь к многоразовости занял у компании SpaceX много времени и еще не завершился. Впервые первую ступень Falcon 9 удалось мягко вернуть на Землю в декабре 2015 года. C тех пор ангар SpaceX на мысе Канаверал постепенно заполнялся отлетавшими первыми ступенями, и инженеры тщательно изучали их состояние. Кроме прочего, летом 2016 года состоялся стресс-тест, в ходе которого на одной из вернувшихся ступеней были проведены три прожига подряд в течение нескольких дней. В конце концов SpaceX объявила, что первые ступени Falcon 9 в нынешней версии, известной как FT (Full Thrust, с полной тягой) можно будет использовать повторно до 10 раз «без всяких технических изменений». Увеличить ресурс до большего числа полетов (в конечном итоге – до 100) предполагается с началом эксплуатации финальной версии Falcon 9 Блок 5.

Поскольку Falcon 9 уже с 2018 года должна будет выводить на орбиту пилотируемые корабли, НАСА требует прекратить ползучую модернизацию ракеты уже в текущем году. Ожидается, что «Блок 5» начнет летать в 3-4 квартале этого года. Недавно появились сообщения, что на заводе SpaceX уже началась сборка первой ракеты в этой модификации.

Кроме увеличения ресурса Falcon 9 Блок 5 позволит сократить время межполетного обслуживания ракеты до одних суток. Эта цифра многим обывателям кажется фантастической, но лишь потому, что они неправильно понимают подход SpaceX. Компания не собирается проводить глубокую дефектацию и переборку ракет. Согласно их концепции, сама конструкция ступени должна обеспечивать достаточную надежность, для которой один отдельный пуск является рядовым событием, не оказывающим существенного влияния на ее состояние. Это очень важный момент для понимания: достижение заявленных финансовых целей по многоразовости является чисто инженерной задачей и не определяется финансовым анализом, в котором оценивается стоимость межполетного обслуживания и стоимость производства новой ступени.

По словам Илона Маска, для достижения поставленной цели к концу года нужно преодолеть «миллион мелких сложностей», но для ключевых проблем решения уже найдены. Основным отличием Falcon 9 Блок 5 от Falcon 9 FT станут рулевые «крылья» из титанового сплава (во время предыдущих посадок ступеней они загорались) и улучшенная теплозащита хвостовой части. Она позволит при торможении использовать аэродинамическое качество ступени, что, в свою очередь, снизит потери топлива на ее возврат.

До конца года может быть осуществлено до 5-6 пусков многоразовых ракет, включая полет тяжелой ракеты Falcon Heavy с двумя «б/у» боковыми ускорителями. В следующем году количество полетов таких ракет может увеличиться до 12. На ракеты с повторно используемыми ступенями SpaceX предлагает скидку в 10%. По всей видимости, цена определяется по рыночным принципам, т. е. исходя не из себестоимости, как предлагал г-н Маркс, а из готовности покупателей платить требуемую сумму. Благодаря Falcon 9 даже в одноразовом варианте SpaceX сильно потеснила других операторов космических запусков, и дополнительная скидка в конечном итоге может сделать американскую компанию монополистом. Конечно, для этого ей сначала придется продемонстрировать надежность своей системы.

В среде специалистов существуют различные, но в основном скептические мнения об экономической эффективности многоразовости. Подавляющее большинство этих мнений основано на собственном профессиональном опыте, но не анализе данных и расчетах. Противоположный пример – информация о стоимости межполетного обслуживания суборбитальной ракеты New Shepard. Согласно утверждениям Blue Origin, она не превышает 10 тысяч долларов, что является для ракетной компании абсолютно ничтожной суммой.

Профессиональный опыт же – не очень хорошая основа для таких прогнозов, особенно если это опыт российских специалистов. SpaceX при производстве Falcon 9 использует самые современные производственные технологии и новейшие материалы, о которых в России могли даже не слышать.

Эксперты «старых» компаний ракетно-космической отрасли и космических агентств зачастую являются ангажированными. Кроме того, их мнения очень часто основаны не на глубоком анализе, а исходят их логики «раз этого не делали раньше, значит, оно не работает». Между тем, именно развитие технологий за последние 20-30 лет могло сделать дешевые многоразовые ракеты возможными.

Сейчас остается мало сомнений в том, что в ближайшее время мы увидим больше пусков многоразовых Falcon 9. Судя по уверенности г-на Маска, отказ от сложных проверок вернувшихся ступеней в компании SpaceX не считают проблемой.

Поскольку в SpaceX все-таки работают хорошие инженеры, сложно поверить, что они допустили радикальные ошибки в оценке надежности своей ракеты. Тем не менее, недооценка проблем в эксплуатации многоразовых ракет вполне возможна. Решение этих проблем, а также возможные аварии, могут существенно замедлить, а в случае финансовых проблем – остановить экспансию SpaceX.

Если же специалисты SpaceX окажутся правы, вероятно, компания уже в ближайшие несколько лет станет главным оператором космических запусков в мире и останется монополистом как минимум до начала 2020-х годов, когда Blue Origin введет в строй собственную полностью многоразовую ракету New Glenn.

У New Glenn как у многоразового носителя будет сразу несколько преимуществ перед Falcon 9. На его первой ступени будут использоваться потенциально более надежные при многоразовом использовании кислородно-метановые двигатели BE-4 (на Falcon 9 стоят кислородно-керосиновые Merlin-1D). У Blue Origin уже накопился значительный опыт использования многоразовой суборбитальной ракеты New Shepard. Он, несомненно, ускорит разработку New Glenn. Пока что Blue Origin собирается возвращать на Землю только первую ступень новой ракеты. Верхняя ступень Falcon 9 изначально должна была стать многоразовой, но впоследствии от этой идеи отказались. На пресс-конференции после запуска SES-10 Илон Маск неожиданно объявил, что при запуске ракеты Falcon Heavy в этом году будет предпринята попытка спасти верхнюю ступень, однако шансы на успех он оценил всего в 20%. Кроме этого, хотя у SpaceX есть собственный метановый двигатель Raptor, компания не анонсировала создание новой коммерческой ракеты на замену Falcon 9. Raptor разрабатывается для гипертяжелой космической системы ITS (Interplanetary Transport System, «Межпланетная транспортная система»).

Космическая лента

Обсудить

Сегодня ночью на космодроме на мысе Канаверал успешно состоялись статические огневые испытания ракеты-носителя Falcon 9. Запуск спутника связи SES-10 при помощи этой ракеты запланирован на 30 марта. Ниже кратко перечислены факты об этой миссии.

1. SpaceX впервые применит для запуска спутника ракету с первой ступенью, которая использовалась ранее. Эта первая ступень начала свою работу в составе ракеты, запустившей к МКС грузовой корабля Dragon 8 апреля 2016 года в рамках миссии CRS-8.

2. Считается, что люксембургская компания SES получила на этот запуск скидку от 30% (такую скидку планировала дать SpaceX на первый многоразовый запуск) до 50% (такую скидку планировала получить SES до начала переговоров).

3. Из-за длительного цикла подготовки спутника запуск может быть перенесен на 31 марта, а из-за неблагоприятных погодных условий в этот день – еще дальше.

4. Предыдущий пуск Falcon 9 состоялся 16 марта. Таким образом, SpaceX приближается к выходу на запланированную частоту пусков – два раза в месяц.

5. Первая ступень ракеты Falcon 9 вновь вернется на Землю и совершит мягкую посадку на плавучую платформу. Маловероятно, что ее станут использовать в третий раз. Ранее представители SpaceX говорили, что Falcon 9 в нынешней версии не приспособлена для большого количества повторных полетов. К концу года модернизация Falcon 9 будет завершена, и в своей финальной версии, в которой будет учтен опыт изучения всех вернувшихся ступеней, Falcon 9 сможет совершать более десяти запусков.

6. Подготовка первой ступени Falcon 9 к повторному запуску заняла несколько месяцев. После начала полетов финальной версии Falcon 9 и отработки всех процедур планируется сократить этот период до нескольких дней.

Космическая лента

Обсудить

Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ) «Наука» российского сегмента Международной космической станции, который предполагалось доставить на космодром для предстартовых проверок в конце этого года, может надолго остаться на Земле.

Если опустить первоначальные планы по запуску МЛМ в 2007 году (т. е. 10 лет назад), в 2013-м модуль был подготовлен к запуску в декабре 2014 года. Во время испытаний в РКК «Энергия» инженеры обнаружили негерметичный клапан и загрязнение в трубопроводах топливной системы, основное предназначение которой – доставить модуль с опорной орбиты к МКС и обеспечить стыковку. После этого модуль вернули в Центр им. Хруничева, который по этому проекту выполнял основные работы, выступая в качестве подрядчика. Согласно заявлениям специалистов, сделанным в то время, на устранение загрязнения должно было уйти около 10 месяцев.

В прошедшие с тех пор годы были заменены некоторые элементы топливной системы МЛМ, включая клапаны и трубопроводы, а также оборудование, у которого выходили гарантийные сроки. Однако несколько недель назад опилки, ранее найденные в трубопроводах и послужившие причиной отмены запуска в 2014 году, были обнаружены уже в топливных баках. Все проводившиеся в марте попытки промыть баки успехом не увенчались.

Топливные баки, встроенные в модуль МЛМ, были спроектированы специально для этого корпуса в начале 1990-х годов и давно не производятся, а потому заменить их просто нечем, если такая операция вообще возможна. Фактически у «Науки» осталась лишь одна надежда. Первоначально модуль был спроектирован со вторым, более коротким набором топливных баков, но затем его удалили, чтобы освободить место для европейской руки-манипулятора ERA и некоторых научных инструментов. Возвращение этих топливных баков (если, конечно, они тоже не загрязнены) дает МЛМ шанс все-таки попасть в космос. Согласно расчетам, топлива из двух незагрязненных основных баков и четырех «коротких» как раз хватит, чтобы достичь МКС и провести до двух попыток стыковки.

К сожалению, на данный момент никто не может сказать, на какой срок необходимые работы задержат запуск модуля.

Роскосмос рассматривает запасной вариант действий на тот случай, если починить «Науку» не удастся. В этом случае вместо нее будет запущен специальный модуль-адаптер, к которому пристыкуется узловой модуль (УМ) «Причал». К сожалению, из-за близости к станции четыре боковых стыковочных порта УМ использовать не получится, но к переднему порту все еще можно будет пристыковать будущий Научно-энергетический модуль.

Обсудить

В марте ГКНПЦ им. Хруничева подготовил обновленный манифест пусков ракет-носителей «Протон-М». Предполагается, что запуск на орбиту спутника EchoStar-21, неоднократно переносившийся с прошлого года, состоится в мае. Ранее сообщалось, что он может состояться 29 апреля.

В прошлый раз пуск «Протона-М» состоялся 9 июня прошлого года, т. е. почти за год до предполагаемого возобновления полетов. Во время запуска спутника Intelsat-31 на двигателе второй ступени ракеты произошла нештатная ситуация. Недобор тяги удалось компенсировать при помощи разгонного блока «Бриз-М», но на время расследования причин происшествия все пуски ракет этого типа были приостановлены. В январе 2017 года Роскосмос решил отозвать для проверки все двигатели второй и третьей ступеней ракет-носителей «Протон-М», произведенные за последние несколько лет, что привело к переносу запуска EchoStar 21 еще на 2-3 месяца.

Ссылка: russianspaceweb.com

Обсудить

Карликовая планета Церера находится в сотнях миллионов километров от орбиты Юпитера и еще дальше от Сатурна, но гравитационные силы этих газовых гигантов оказывают значительное воздействие на ее ориентацию. Новое исследование, основанное на научных данных исследовательской станции Dawn («Рассвет»), анализирует изменения наклона оси вращения Цереры относительно плоскости эклиптики и влияние этих изменений на возможность присутствия на поверхности планеты водяного льда.

Сейчас Церера является одним из трех мест в Солнечной системе, где было подтверждено существование так называемых «холодных ловушек» – кратеров в приполярных областях, в которые не проникают солнечные лучи на протяжении всего года. В таких защищенных элементах рельефа водяной лед может существовать прямо на поверхности планет, поскольку он не сублимируется под действием солнечного тепла и не улетает в космос.

«Мы нашли корреляцию между кратерами, которые максимально затенены от прямого солнечного света, и отложениями светлых пород, вероятно, являющихся водяным льдом». – поясняет Антон Ермаков, ведущий автор исследования, докторант, изучающий данные Dawn в Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Регионы, в которые в течение миллионов лет ни разу не попадал солнечный свет, с большой вероятностью имеют такие отложения».

За последние 3 миллиона лет Церера пережила циклы, в ходе которых наклон оси вращения карликовой планеты менялся на десятки градусов. Этот подсчет основан на измерениях ее формы и гравитационного поля, сделанных зондом Dawn. В наше время ось планеты наклонена на 4 градуса. Максимального наклона в 19 градусов она достигла 14 тысяч лет назад. Для сравнения, ось Земли все это время была наклонена на 23,5 градуса. Благодаря этому наклону на нашей планете происходит смена времен года.

Пока наклон оси вращения Цереры остается маленьким, прямых солнечных лучей лишены относительно большие регионы планеты. Сейчас они занимают площадь около 2 тысяч кв. км. Однако если наклон увеличится, большая часть кратеров в северной и южной полярных областях в зависимости от орбитального положения Цереры начнет подвергаться воздействию Солнца. По подсчетам ученых, постоянно затененная площадь в прошлом должна была уменьшаться до 1-10 кв. км.

Поскольку светлых (предположительно, ледяных) пятен на поверхности Цереры достаточно много, у ученых вновь возникает вопрос о происхождении этого льда, который, очевидно, не мог накапливаться в течение многих десятков миллионов лет. Обычно считается, что лед на поверхности тел Солнечной системы появился благодаря столкновениям с кометами. На Церере источником льда может также быть мантия карликовой планеты, предположительно, состоящая из этого материала. Кроме того, ученые предполагают, что значимая часть испаряющихся с планеты частиц льда не улетает на совсем в космос, а раз за разом оседает обратно на планету, рано или поздно попадая в «холодные ловушки».

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить

18 марта Пол Вустер, занимающийся в компании SpaceX навигацией и системами управления, рассказал о ходе работы над экспериментальной миссией по отправке космического аппарата на Марс, известной как Red Dragon. Предполагается, что в 2020 году специальный аппарат, созданный на базе пилотируемого корабля Dragon, будет при помощи ракеты-носителя Falcon Heavy запущен к Марсу. Одной из основных целей миссии является отработка полностью реактивной системы посадки на Марс.

Сейчас SpaceX в сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения НАСА составляет список перспективных районов для посадки аппарата. При подборе мест учитываются два критерия. Первый – наличие вблизи поверхности значительных запасов водяного льда, который в будущем потенциально смогут использовать колонисты. Вторым условием является относительная близость площадки к экватору. Расположенная в низких широтах площадка обеспечит более мягкий температурный режим и достаточное количество энергии для солнечных батарей.

Учитывая, что большая часть запасов льда на Марсе сосредоточена в районах полюсов, перспективных площадок для посадки Red Dragon остается не так уж много. В список попало четыре района в северном полушарии в пределах 40 градусов северной широты. Три из них – Deuteronilus Mensae (столовая гора Дейтронная), Phlegra Montes (горы Флегра) и Utopia Planitia (равнина Утопия) – выглядят привлекательно на снимках камеры среднего разрешения зонда MRO, находящегося на орбите Марса, но на фотографиях высокого разрешения их поверхность кажется слишком неровной.

Четвертый регион, Arcadia Planitia (равнина Аркадия), кажется самым многообещающим. На его снимках высокого разрешения практически отсутствуют камни, которые могут помешать посадке, и в целом полигональная поверхность напоминает регион приземления зонда «Феникс», который совершил посадку в районе северного полюса Марса в 2008 году.

Red Dragon должен будет доставить на Марс около тонны полезной нагрузки. SpaceX предоставит возможность выгрузить приборы из спускаемого аппарата на поверхность планеты, если это будет необходимо. Пока что набор научных инструментов для миссии не определен.

Ссылка: spacenews.com

Обсудить