Подробности

Опубликовано: 04.05.2020 09:12

В среду 29 апреля на космодроме Вэньчан была вывезена на стартовый стол ракета «Великий поход-5B» (CZ-5B). Завтра она должна будет отправить в первый испытательный полет пока что безымянный прототип корабля нового поколения. Для семейства ракет CZ-5 этот полет будет четвертым, а для низкоорбитальной модификации CZ-5B – первым, поэтому в задачи пуска входит испытание и самой ракеты перед тем, как в следующем году она будет использована для запуска первого модуля китайской орбитальной станции.

Ракета CZ-5B отличается от базовой версии CZ-5 отсутствием третьей ступени. Она имеет четыре боковых ускорителя, на каждом из которых стоят по два кислородно-керосиновых двигателя YF-100, и 5-метровый центральный блок с двумя кислородно-водородными двигателями YF-77. Ракета способна выводить до 25 т на низкую околоземную орбиту Земли, что, для сравнения, превышает возможности российских ракет «Ангара-А5» и «Протон-М».

CZ-5B будет использоваться вместе с большим головным обтекателем диаметром 5,2 м и длиной 20,5 м. В первом запуске пилотируемый корабль будет заправлен 10 тоннами топлива, суммарная масса полезной нагрузки составит приблизительно 22,5 т и будет соответствовать массе одного модуля низкоорбитальной станции.

Хотя официального анонса времени старта не было, ожидается, что CZ-5B стартует во вторник 5 мая в 13:06 мск. Корабль после выхода на опорную орбиту задействует собственную двигательную установку и достигнет высоты 8 тысяч км от поверхности Земли. Высокая скорость входа в атмосферу должна будет подтвердить эффективность нового теплозащитного покрытия. Корабль приземлится в среду около 8:00 мск вблизи космодрома Цзюцюань.

Новый пилотируемый корабль в перспективе должен будет заменить нынешние корабли «Шеньчжоу» (Shenzhou) и грузовые корабли «Тяньчжоу» (Tianzhou). Он состоит из большого возвращаемого аппарата капсульного типа и одноразового служебного отсека. В отличие от «Шеньчжоу», бытовой отсек у него отсутствует. Китай планирует использовать низкоорбитальную модификацию корабля и модификацию для дальнего космоса массой, соответственно, 14 и 20 т. В корабль поместится до шести человек, либо три человека и 500 кг груза.

Спускаемый аппарат корабля рассчитан на 10 полетов на орбиту. Он оборудован съемным теплозащитным покрытием. Для смягчения удара о поверхность будут использоваться надувные амортизаторы, аналогичные тем, которые применяются на корабле Starliner компании Boeing. В беспилотном режиме китайский корабль сможет использоваться для возвращения на Землю грузов из космоса, как это делает корабль SpaceX Dragon.

Подробности

Опубликовано: 01.05.2020 13:24

В четверг 30 апреля американское космическое агентство распределило контракты на разработку пилотируемой лунной посадочной системы – HLS, Human Landing System. Эта система необходима для обеспечения высадки людей на Луну в 2024 году. Всего НАСА выбрало три заявки, на которые сумме на них будет выделено $967 млн. В 10-месчный срок компании должны будут детализировать свои проекты лунных пилотируемых систем и представить их НАСА для второго этапа конкурса.

Самый большой контракт в размере $579 млн достался «Национальной команде» во главе с Blue Origin. Компания Джеффа Безоса выступит «головным исполнителем по этому проекту. Она будет отвечать за общее проектирование системы, а также разработает лунную посадочную платформу на основе своего проекта Blue Moon. За разработку взлетной ступени возьмется Lockheed Martin, которая планирует использовать наработки, полученные при создании пилотируемого корабля для дальнего космоса «Орион». Northrop Grumman построит межорбитальный транспортный буксир, а Draper предоставит авионику и систему навигации.

Экспедиция на Луну по схеме Blue Origin потребует трех пусков, не считая ракеты SLS с кораблем «Орион». Посадочная платформа, взлетная ступень и межорбитальный буксир должны быть запущены по отдельности на ракетах Vulcan компании ULA и ракете New Glenn компании Blue Origin. Они состыкуются на орбите Луны. Там же во взлетно-посадочный модуль перейдут астронавты из корабля «Орион». Буксир доставит посадочную платформу со взлетной ступенью на низкую орбиту Луны, а после возвращения взлетной ступени с поверхности – вернет ее к кораблю «Орион».

На посадочном аппарате будут установлены два кислородно-водородных двигателя BE-7, разработанных Blue Origin. Взлетная ступень в перспективе может стать многоразовой, поскольку будет поддерживать перезаправку на орбите. А вот межорбитальный буксир пока проектируется как одноразовый.

Комментируя выбор «Национальной команды», НАСА отметило высокую безопасность выбранной схемы и реалистичность ее создания в сжатые сроки, а также хорошо детализованный план работ. Большой опыт компаний Lockheed Martin и Northrop Grumman в создании пилотируемых космических систем также стал плюсом (Grumman разрабатывала лунный посадочный модуль по программе «Аполлон», а Lockheed Martin разработала новый корабль «Орион»). Заявка удовлетворяет всем требованиям конкурса. Единственной проблемой стала «двигательная и энергетическая система», создающая риски для графика работ, но она не смогла перевесить плюсы.

Blue Origin намерена провести испытания посадочного аппарата в 2023 году. Испытательный беспилотный полет всей системы должен состояться в первой половине 2024 года.

Вторым победителем в конкурсе НАСА стала компания Dynetics из Алабамы, которая намерена сотрудничать по этому проекту со Sierra Nevada Corporation (SNC). Они разрабатывают единый интегрированный взлетно-посадочный модуль, для запуска которого предлагают использовать ракету SLS Block 1B или, в альтернативном варианте, Vulcan с разгонным блоком Centaur.

Посадочная платформа Dynetics отличается от платформы Blue Origin тем, что ее топливные баки располагаются по бокам от пилотируемой кабины. В ходе посадки опустевшие баки сбрасываются, облегчая массу аппарата для возвращения на орбиту. НАСА отмечает, что низкое расположение внешнего люка для выхода на поверхность Луны является преимуществом этого проекта. Также проект Dynetics обладает хорошим заделом на многоразовое использование. И, наконец, эта же платформа может быть легко переоборудована в грузовую. Слабостью проекта вновь называют энергетическую и топливно-двигательную системы, которые потребуют «беспрецедентных» темпов разработки.

Партнер Dynetics, компания SNC, сейчас разрабатывает для НАСА грузовой космический корабль Dream Chaser планерного типа. В ближайшие годы он начнет доставку грузов на Международную космическую станцию. Сама Dynetics является подрядчиком Boeing и Lockheed Martin в проектах разработки ракеты SLS и корабля «Орион».

Третий победитель конкурса НАСА – компания SpaceX Илона Маска, которой достанется $135 млн. «Лунный» вариант корабля Starship, предложенный НАСА, несколько отличается от основного проекта. SpaceX предлагает запустить лунную экспедицию в два пуска. Сначала на орбиту Земли при помощи первой ступени Super Heavy отправляется беспилотный Starship с топливом. Затем с Земли вылетает второй корабль, который отправится на Луну. Он стыкуется с топливным танкером, дозаправляется и отправляется к спутнику Земли. Там он стыкуется с кораблем «Орион», экипаж переходит в Starship и отправляется на Луну.

Пилотируемый Starship не будет обладать крыльями и теплозащитным покрытием, необходимыми для возвращения на Землю, но он, при условии дозаправки на орбите Луны, сможет многократно садиться на поверхность спутника и взлетать с нее.

Хотя в основе двигательной системы Starship останутся кислородно-метановые двигатели Raptor, судя по представленным изображениям, лунная версия корабля будет снабжена дополнительными двигателями. Вероятно, они потребуются для финальных этапов посадки на Луну.

SpaceX планирует выполнить демонстрационный запуск корабля на орбиту Земли, повторный полет того же корабля, продолжительный космический полет и запуск за пределы земной орбиты, а в 2022 году выполнить испытательную беспилотную посадку на Луну.

НАСА оценило возможность для экипажа выходить в открытый космос с корабля Starship и наличие резервных шлюзов, а также потенциал многоразового использования. К слабостям проекта отнесена сложность реактивной системы и вероятные проблемы с соблюдением графика. По мнению экспертов, система является слишком смелой и сложной, чтобы полет можно было выполнить уже в 2024 году. В заключении отмечается, что успешные испытания и демонстрационные полеты могут развеять эти сомнения.

Помимо трех названных компаний, свою заявку на конкурс выдвигал Boeing, но он не получил контракт НАСА. Победители должны будут детализировать свои проекты и представить НАСА на анализ к февралю 2021 года. После этого НАСА выберет двух подрядчиков (возможно – трех, если позволит бюджет), которые получат дальнейшее финансирование. В финале агентство определит одну компанию, которая разработает и построит аппарат для возвращения людей на Луну в 2024 году.

НАСА заявляет, что различия в суммах, которые получат три компании, не отражают приоритеты агентства, а основаны на запросах самих компаний. Однако, несомненно, самые высокие шансы получить финальный контракт есть у Blue Origin. Она собрала вместе несколько очень опытных компаний, и, хотя выполнение трех стыковок на орбите усложняет схему полета и создает риски, которых нет у Dynetics, против последней играет малый опыт создания таких сложных систем. Кроме того, посадочная платформа Blue Origin не создается с нуля: работы над ней ведутся уже несколько лет. Что касается SpaceX, то ее система выглядит слишком смелой для НАСА и действительно вряд ли будет готова в срок. Однако $135 млн на продолжение разработки Starship, конечно, для компании Илона Маска не будут лишними.

Предполагается, что, вне зависимости от выбранной лунной посадочной системы, астронавты будут добираться до орбиты Луны и обратно с нее на Землю на корабле «Орион», который запускается на ракете SLS. Условия контракта предполагают возможность стыковки как напрямую с «Орионом», так и с орбитальной станцией Gateway. Однако по словам главы НАСА Джима Брайденстайна, отказ от станции Gateway на этапе первой высадки на Луну уже можно считать уже практически решенным делом. Согласно актуальным планам, станция потребуется НАСА к 2028 году – на втором этапе лунной программы, когда предполагается обеспечить «устойчивое присутствие» человека на Луне и в окололунном пространстве.

Подробности

Опубликовано: 29.04.2020 13:24

В 2021 году должна состояться первая миссия по американской лунной программе «Артемида». Сверхтяжелая ракета-носитель SLS запустит в космос новый пилотируемый корабль «Орион», который должен будет в беспилотном режиме облететь Луну и вернуться на Землю. Вместе с ним к Луне отправится несколько малых научно-исследовательских спутников. Среди них – Lunar Flashlight, кубсат, предназначенный для поисков водяного льда на Луне.

В перспективе люди смогут использовать водяной лед для снабжения лунной базы водой и кислородом и для производства ракетного топлива.

Долгое время ученые считали, что на Луне нет водяного льда: в условиях температуры и давления на лунной поверхности он должен быстро сублимировать. Однако позднее несколько исследовательских миссий подтвердили, что в постоянно затененных кратерах вблизи полюсов Луны и на небольшой глубине под поверхностью присутствуют молекулы воды. Так, нейтронный детектор LEND на спутнике Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) построил карту присутствия льда на Луне на глубине от нескольких сантиметров до первых метров. Собранные им данные показали концентрацию воды до 1% массы.

В 2009 году космический аппарат LCROSS замерил концентрацию частиц воды в облаке пыли, которое поднялось после сброса на Луну разгонного блока «Центавр». В результате исследования ученые установили, что в первых нескольких десятках метров от поверхности в точке сброса концентрация воды достигает 5-7%. Вместе с водой были зафиксированы летучие вещества, которые обычной свойственны кометам. Это подтвердило гипотезу о кометном происхождении льда на Луне.

Индийский научный спутник Луны «Чандраян-1» (Chandrayaan 1) также занимался поисками льда, замеряя альбедо (способность отражать свет) поверхности Луны, т. к. альбедо льда и реголита существенно различаются. Между построенной им картой распространения льда на поверхности Луны и картой LRO, которая показывает распространение льда под поверхностью, есть существенные различия. Кроме того, «Чандраян-1» не мог заглянуть в затененные кратеры, а изменение альбедо реголита на освещенных участках лунной поверхности не обязательно отражает присутствие там льда.

Таким образом, если существование льда на Луне подтверждено, то вопросы о его минеральной форме и глубине залегания остаются открытыми.

Спутник Lunar Flashlight будет использовать для поисков воды на Луне два метода. Первый – изучение альбедо поверхности Луны. Но основной метод – это активная спектрография. Космический аппарат будет оборудован инфракрасными лазерными излучателями, которые смогут подсвечивать поверхность Луны, и детекторами, способными фиксировать отраженный сигнал. Разница между спектрами поглощения ледяного льда и сухого реголита легко фиксируется, а потому Lunar Flashlight сможет напрямую определить присутствие или отсутствие льда в затененных кратерах на поверхности Луны.

С высоты 20 км лазер будет создавать пятно на поверхности диаметром 35 м. Лазерная установка будет работать по 2-3 минуты в точке сближения с Луной. В рабочем режиме четыре излучателя будут включаться попеременно на 1-6 мс каждый с последующей паузой на 1-6 мс, при которой все лазеры будут отключены. Масштаб фиксирования льда составит 10 км вдоль траектории полета космического аппарата и 35 м в поперечнике полосы.

Lunar Flashlight представляет собой шестимодульный кубсат (6U) общей массой около 14 кг. Двигательная установка, необходимая для перелета к Луне и коррекций орбиты, будет использовать экспериментальное слаботоксичное топливо (LMP-103S/LT или AF-315M), разработанное Центром космических полетов НАСА им. Маршалла. Разработчики заверяют, что по эффективности оно на 25% превосходит гидразин. На космическом аппарате будет установлено четыре двигателя тягой 100 мН (0,01 кгс) каждый. Система обеспечения теплового режима предполагает пассивное охлаждение и активный нагрев аппарата.

Перелет к Луне спутник Lunar Flashlight осуществит самостоятельно. Он отделится от корабля «Орион» на высоте 36 тысяч км над поверхностью Земли. Дорога к Луне займет у него более полугода. За это время он трижды облетит Землю и Луну. После 190 суток в космосе аппарат выйдет на близкую к прямолинейной гало-орбиту Луны с периселением 15 км (+/- 5 км) и с периодом обращения 7 суток. Такая орбита является неустойчивой, а потому на каждом витке Lunar Flashlight придется задействовать двигательную установку для поддержания орбиты.

Сбор данных будет вестись при сближении космического аппарата с Луной. Базовая миссия Lunar Flashlight рассчитана 10 витков вокруг спутника Земли, т. е. около двух месяцев работы. Если запасы топлива позволят, то сбор данных будет продолжен и после окончания этого периода.

В конце жизни микроспутник ждет управляемое сведение и падение на Луну вблизи ее южного полюса.

Ученые рассчитывают, что данные, собранные Lunar Flashlight, позволят сопоставить между собой результаты исследований лунного льда, собранные другими космическими аппаратами до него.

Подробности

Опубликовано: 27.04.2020 11:47

Компания SpaceX продолжает экспериментальную отработку своей сверхтяжелой многоразовой ракетно-космической системы Super Heavy/Starship. Она состоит из многоразового ускорителя Super Heavy, который после отделения будет выполнять вертикальную реактивную посадку, и второй ступени, которая, одновременно, играет роль космического корабля – Starship. За один запуск SH/Starship сможет доставлять на орбиту 100 т и возвращать на Землю 50 т грузов. Диаметр обеих ступеней составляет 9 м.

Основные усилия SpaceX в последний год сосредоточены на создании корабля Starship. Работа ведется итерационным методом: SpaceX один за другим создает все более совершенные прототипы, которые должны постепенно приблизить ее к орбитальному полету. Создание текущего прототипа, Starship SN4, заняло около четырех недель. Сейчас рабочие уже приступили к постройке Starship SN5.

Экспериментальный аппарат Starship SN4 представляет собой два топливных бака образующие с боковыми стенками единый цилиндр, с двигательным отсеком. У него отсутствует головной обтекатель и нет двигателя. 23 апреля прототип был установлен на тестовом стенде. Вчера оба бака успешно были заправлены азотом нормальной температуры, а сегодня ночью состоялась заправка охлажденным азотом. При заправке было достигнуто давление 4,9 атм. Это меньше, чем при испытаниях предыдущих прототипов.

Starship SN4 стал первым полноразмерным прототипом, который успешно прошел криогенные заправочные испытания. До него SpaceX на своей площадке в Бока-Чика построила прототипы Mk1, SN1 и SN3, но все они разрушились в ходе криогенных испытаний. SN2 прошел их успешно, но он состоял лишь из одной секции с малым топливным баком.

Примечательно, что Starship SN3 был уничтожен в результате ошибок, допущенных в процедуре заправки, а не из-за некачественных сварочных швов, как аппараты до него. Понижение давления в нижнем кислородном баке SN3 привело к потере прочности, и он не выдержал веса верхнего заправленного метанового бака.

Планы SpaceX на дальнейшее использование Starship SN4 изменились. На него будет установлен только один двигатель Raptor вместо трех, и высотных полетов этот аппарат выполнять не будет. Он пройдет статические огневые испытания – по словам Илона Маска, они могут состояться уже на этой неделе. После этого Starship SN4 выполнит «подскок» на высоту до 150 м.

Если планы SpaceX вновь не будут пересмотрены, три двигателя Raptor будут установлены на следующий прототип, Starship SN5. Крылья, которые позволят выполнять аэродинамическое возвращение с большой высоты, получит прототип SN5 или уже SN6.

Подробности

Опубликовано: 24.04.2020 10:36

1. В Южной Корее завершили огневые испытания первого двигателя для ракеты KSLV-2.

Двигатель KRE-075 для первой ступени южнокорейской ракеты KSLV-2 (Nari) успешно прошел огневые стендовые испытания. KRE-075 использует в качестве топлива сжиженный кислород и авиационный керосин. Его удельный импульс составляет 289 с в вакууме (262 с на уровне моря). Тяга одного двигателя — 66,6 т.

KSLV-2 – трехступенчатая ракета. На ее первой ступени будет установлено четыре двигателя KRE-075, на второй – один такой же двигатель в вакуумной модификации. На третьей ступени будет стоять двигатель KRE-007, также использующий топливную пару кислород-керосин.

KSLV-2 сможет вывести до 1,5 т полезной нагрузки на орбиту высотой 600-800 км или до 2,6 т на 300-километровую орбиту. Первый пуск должен состояться в феврале 2021 года.

2. Компания S7 заморозила проект «Морской старт».

S7 не планирует заниматься восстановлением работы плавучего космодрома «Морской старт» (Sea Launch) после его перевода из Калифорнийского порта Лонг-Бич в порт Славянка на Дальнем Востоке. Об этом заявил владелец S7 Владислав Филев в интервью газете «Коммерсант». «Сегодня у нас нет возможности чем-то заниматься, поэтому мы программу пока заморозили до лучших времен». – сказал он. Также Филев пожаловался на то, что перевод судов «Морского старта» в Россию не позволит сэкономить на их содержании. Полностью интервью можно прочитать здесь.

3. Топливный отсек прототипа Starship SN4 установлен на тестовом стенде.

Вчера работники компании SpaceX переместили топливную секцию прототипа сверхтяжелого многоразового корабля Starship SN4 на стенд для проведения заправочных испытаний. На первом этапе, который можно ожидать в ближайшие дни, прототипу предстоит пройти через некриогенную заправку. Если тест окажется успешным, оба бака Starship SN4 будут заправлены охлажденным азотом. Именно на этом этапе 3 апреля произошло разрушение предыдущего прототипа, Starship SN3.

На SN4 не был установлен ранее изготовленный головной обтекатель. Он необходим, если этот аппарат, как и планировала SpaceX, будет использоваться для «прыжка» на высоту до 20 км. Возможно, компания скорректировала планы, и Starship SN4 будет использоваться только для статических огневых испытаний и прыжков на высоту до 100 метров. Можно также предположить, что SpaceX просто не хочет рисковать обтекателем сейчас, и он будет установлен на Starship SN4 после заправочных испытаний. В пользу этой версии говорит тот факт, что на стенку прототипа были наклеены несколько плиток теплозащитного покрытия: по всей вероятности, SpaceX хочет проверить их характеристики в полете.

Одновременно с этим, на сборочной площадке в Бока-Чика началась постройка следующего корабля – Starship SN5. Сборка одного прототипа сейчас занимает у SpaceX 3-4 недели.

Подробности

Опубликовано: 22.04.2020 13:45

Одной из самых амбициозных исследовательских миссий НАСА в следующем десятилетии станет доставка образцов грунта с поверхности Марса на Землю. Предполагается, что на решение этой задачи уйдет 11 лет, для нее потребуется три космических аппарата.

Подготовка к доставке марсианского грунта на Землю начнется уже в этом году вместе с запуском марсохода Perseverance («Настойчивость»). Марсоход доберется до соседней планеты в феврале 2021 года и проработает там не менее двух лет. Перемещаясь по поверхности планеты, Perseverance будет отбирать заинтересовавшие ученых образцы грунта, упаковывать их в герметичные трубки и оставлять на пути следования.

Следующие два запуска состоятся в 2026 году. Один из них доставит на орбиту планеты транспортный модуль ERO (Earth Return Orbiter). За его разработку отвечает Европейское космическое агентство, но оборудование для космического аппарата предоставит НАСА. Вторым запуском на Марс будет отправлен посадочный аппарат SRL (Sample Retrieval Lander, «Посадочный аппарат для возврата образца») со взлетной ракетой и малым марсоходом. Этот марсоход также будет построен в Европе.

SRL выполнит посадку на Марс в 2027 году в кратере Джезеро вблизи района работы марсохода Perseverance. Малый европейский марсоход спустится с него, соберет образцы пород, оставленные предыдущим марсоходом, и доставит их к посадочной станции. При помощи роботизированной руки-манипулятора трубки будут перемещены во взлетную ракету, установленную на SRL.

Особое внимание при подготовке миссии будет уделено изоляции образцов. Задача усложняется тем, что на этот раз ученым нужно не только избежать загрязнения образцов земным веществом: вторая задача – избежать загрязнения Земли веществом, прибывшим с Марса.

Инженеры Центра космических полетов им. Маршалла рассмотрели несколько вариантов марсианской ракеты, которая должна доставить собранные образцы на орбиту. На одном из этапов они предполагали сделать одноступенчатую ракету с гибридным топливом (твердое горючее, жидкий окислитель), но в конце концов отказались от нее в пользу двухступенчатой твердотопливной ракеты. Ее высота составит 2,8 м, диаметр – 57 см, стартовая масса – не более 400 кг. Ракета будет способна доставить на орбиту Марса 14-16 кг образцов грунта.

Европейский транспортный модуль ERO будет отвечать за ретрансляцию сигнала с марсианской посадочной станции на Землю и обратно. Спутник будет оборудован электрореактивной двигательной установкой. Он использует ее, чтобы снизить рабочую орбиту перед стыковкой со взлетевшей с Марса ракетой.

Ракета стартует с Марса в середине 2029 года. Головная часть ракеты состыкуется на орбите со спутником ERO, образцы грунта будут стерилизованы и перемещены в возвращаемую капсулу, и ERO начнет перелет на Землю. Капсула с собранными образцами марсианского грунта должна приземлиться в штате Юта в 2031 году.

Инженеры не планируют применять парашют для торможения возвращаемой капсулы. Это решение связано с тем, что в случае отказа парашюта капсула разбилась бы и спровоцировала загрязнение Земли марсианским грунтом. Вместо этого капсула будет спроектирована таким образом, чтобы выдерживать высокоскоростной пролет через атмосферу и удар о поверхность Земли.

Суммарные затраты на доставку грунта с Марса оцениваются в $7 млрд.