Вот так может выглядеть в космосе встреча спутника, которому необходимо топливо или технический осмотр, и сервисного аппарата
Новые технологии и методы их использования постепенно приближают еще недавно казавшееся таким далеким будущее. Исследование Солнечной системы, многих ее планет, спутников и других объектов — уже не фантастика, а сегодняшний день. Для того, чтобы космические аппараты, изучающие Солнечную систему, могли работать в течение долгого срока, специалисты из НАСА предложили интересную идею: автоматический спутник, который сможет оказывать сервисную поддержку другим спутникам.
Пока что речь идет только о дозаправке космических аппаратов с дальнейшим расширением функциональности «заправщика». Многим таким аппаратам, выработавшим топливо, не остается ничего другого, как висеть в космическом пространстве без особой цели и надобности, засоряя собой околоземную орбиту. Миссию зонда «Кассини», например, приходится завершать именно из-за нехватки топлива — вскоре спутник войдет в верхние слои атмосферы Сатурна. Но с течением времени все может измениться: сейчас агентство НАСА работает над миссией Restore-L.
Цель миссии, как уже говорилось — разработка автоматического устройства, способного на ходу выполнять дозаправку других спутников. После готовности спутника-дозаправщика его опробуют в работе на низкой орбите. Первый кандидат на дозаправку — правительственный спутник США Landsat 7.
Но перед тем, как поработать в качестве заправщика, Restore-L выполнит еще несколько задач, необходимых для успешной реализации грядущих миссий НАСА. Одна из них — изучение человеком Марса.
Restore-L — высокотехнологичный аппарат, в состав которого входит, например, автономная навигационная система новейшей разработки. Кроме того, есть многофункциональный манипулятор и соответствующее программное обеспечение. Весь этот набор дополнен инструментами, позволяющими выполнять дозаправку топливом других спутника. Для поддержания топлива в подходящем для использования состояния спутник оснащен автоматической системой мониторинга.
В будущем ученые попытаются выполнить еще ряд проектов с использованием Restore-L. Например, производство и сборка на орбите специальных хранилищ топлива, обслуживание орбитальных обсерваторий, наблюдение и управление космическим мусором. Некоторые технологии, использованные при создании устройства, будут работать и во время планируемой НАСА миссии по переправке астероида к Луне. Называется эта миссия Asteroid Redirect Mission.
Роботизированный манипулятор спутника
Автоматическая система, разрабатываемая для Asteroid Redirect Mission, будет содержать многие электронные компоненты и системы, которые планируется разместить в Restore-L. В первую очередь, речь идет об авионике, автономной системе навигации, ряде программных элементов и других системах. Кроме того, эта миссия предусматривает возможность дозаправки основного устройства «астероидного зонда» в процессе полета. Новая обсерватория Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) тоже будет дозаправляться топливом при помощи Restore-L.
Многие технологии, создаваемые инженерами НАСА сейчас, будут обкатываться сначала на Restore-L, а потом переноситься и на другие аппараты. Если все пройдет хорошо, изучение космического пространства пойдет еще более быстрыми темпами.
«Restore-L должен избавить нас от парадигмы „спутник на один раз“», — говорит Фрэнк Цеполлина, один из участников команды проекта по обслуживанию телескопа «Хаббл». Сейчас Цеполлина использует полученный ранее опыт для реализации миссии Restore-L. Он считает, что новый спутник позволяет при помощи робота вести мониторинг, обновлять и дозаправлять дорогие орбитальные аппараты. В результате космические миссии станут менее дорогими и более эффективными.
Дозаправку можно осуществлять не только для космических аппаратов, которые занимаются исследованиями космоса. Операторы коммерческих спутников также смогут продлевать срок их эксплуатации путем дозаправки и сервисного обслуживания прямо в космосе. Компании смогут запускать спутники с минимальным набором топлива для облегчения ракеты-носителя и удешевления запуска. А уже после выхода такой системы на орбиту ее заполнит топливом Restore-L или другое подобное устройство (если аппарат покажет свою эффективность, НАСА может рассмотреть вопрос запуска других подобных зондов).
Некоторые компании уже выразили интерес в апробации новой системы и связанных с ней технологий. Restore-L позволяет говорить о значительном продлении работы космических аппаратов. Но, как уже и упоминалось, речь здесь не только о дозаправке спутников, важный элемент — тест «в полевых условиях» новых технологий.
Комментарии (28)
Whisky667
06.12.2016 14:47+1Крутое видео тестов манипуятора.
Aleksandr_Zh
06.12.2016 14:50а спутник Landsat 7 ETM+ — геостационарный?
т.е., будем подливать «керосину» в спутники? :) круто звучит, но проблем там будет у разработчиков выше крыши…
black_semargl
06.12.2016 15:43Солнечно-синхронный.
На полярной орбите 700 кмAleksandr_Zh
06.12.2016 19:21ну, тоже неплохо
Хотя геостационарные ремонтировать — еще круче было бы))black_semargl
07.12.2016 09:57Ну начинать надо с чего-то попроще.
Как понимаю — эти почти самые низкие из имеющихся.
Geckelberryfinn
06.12.2016 15:31А сколько раз этот спутник сможет дозаправлять другие спутники? Просто возникла мысль, что сам спутник-дозаправщик не особо простая штуковина, чтобы за счет отсутствия полезного оборудования и приборов влить в него больше топлива, чем в спутники осуществляющие полезную работу. Не придется ли этот спутник в свою очередь дозаправлять другим дозаправщиком? Я так понимаю, что возможность повторного использования этого аппарата не предусмотрена?
И была ли заложена в конструкцию существующих спутников возможность дозаправки?eMarchenko
06.12.2016 16:05+2Можно сделать "умный" заправщик для геостационарной орбиты:
- в первый раз он сближается с со спутником, заправляет его, переходит на орбиту чуть выше или ниже
- если в нем остается еще много топлива, он может потом сближаться с другими спутниками на геостационарной орбите
- когда в нем топливо начинает заканчиваться, отправляем к нему "глупый" заправщик (бочка топлива с разъемом и минимальными необходимыми двигателями/начинкой); "умный" забирает с него топливо и занимается своими делами дальше, "глупый" освобождает орбиту
В итоге сложные инструменты для обслуживания (заправка/ремонт/...) есть только на одном аппарате, а на спутниках и вспомогательных аппаратах есть полезная нагрузка и простая пассивная система заправки.
Whisky667
06.12.2016 16:15-1Скорее «бочка топлива» верхом на каком-нибудь абстрактном X-37.
А он на F-9 без второй ступени.
Pakos
06.12.2016 17:07+1Он может тырить у «чужих» спутников топливо ;) Даже если это не предусмотрено их конструкцией.
littoralis
06.12.2016 15:31+1Интересно, а как он будет заправлять спутники, я не думаю что их изначально проектировали с разъемом для дозаправки. Протыкать бак будет и потом герметизовать?
Whisky667
06.12.2016 15:55+1Через заправочную горловину, очевидно. Там есть инструменты для её распечатывания. Выше запостил видео.
Jeka_M3
06.12.2016 23:23Ну на земле же заправляют их перед полётом, только горловину потом запечатывают / пломбируют. А этот спутник её распечатывает.
pnetmon
06.12.2016 18:23Ну они не первые заявляют. Были за последние годы MDA и Orbital ATK, ну и конечно DARPA…
Orbital ATK
i_Max2
06.12.2016 18:38Ну наверно там не так просто — залил и порядок. Мне кажется там нужно азот стравливать, который используют для вытеснения топлива… хотя может на спутниках по другому.
Можно например договорится о одном стандарте топливного бака а-ля картриджа. Заправшик подлетел, сменил картридж, а старый сбросил для сжигания в плтных слоях, чтоб не загрезнять пространство.
Сам картридж содержал бы все нужные системы для правильного использования топлива.Whisky667
06.12.2016 20:09«Сбрасывать картриджы» энергозатратно. И нужды в них нет, вообще говоря. Имеет смысл только оптимизировать конструкцию новых аппаратов под обслуживание, чтобы упростить обслуживание, например, исключить какие-то операции, что позволит делать заправщики надежнее и немного дешевле.
Опять же, спутники заправляют на земле. И даже предусматривают возможность стравить технические жидкости/газы, например из-за задержки пуска.
solariserj
06.12.2016 20:25Как я понимаю кроме Хабла и орбитальных станций дозаправок в космосе больше не было?
vmarunin
07.12.2016 05:34+1Интересно, а это имеет какой-то практический смысл?
Геостационарные спутники заправлять прикольно. Сотни спутников на одной орбите, как по линеечке. Удобно летать между ними (хотя если на орбите МКС стыкуются 2-е суток, то сколько же будут стыковаться на геостационарной?)
Но до геостационарного спутника лететь долго и дорого. Топливо выйдет «золотым». Ещё надо бы обоим спутникам сделать манёвр по уходу с позиции на время заправки, не дай бог какой инцидент и драгоценное место на орбите потеряно, опять потеря топлива.
Спутники изнашиваются, пыль царапает солнечные батареи (да и деградируют они), аккумуляторы внутри тоже деградируют. По микросхемам лупит космическая радиация.
Прогресс тоже не стоит на месте, новая, более быстрая электроника, лучшие панели, лучшие аккумуляторы.
Ой надо ли заправлять? Может лучше новый послать?
А ремонтировать так вообще спорно.
Ещё толпой спутники связи/GPS летают на низких орбитах. Но их уже мало на одной орбите, а переходить с орбиты на орбиту — большая потеря топлива.
И тоже износ батарей, электроники.
Очень меня смущает экономика этого дела. Может какие особо дорогие шпиены летают низко?
Вот и остаётся Хаббл (Уэбб), да МКС. Дорогие спутники, довольно низко. Но их и так ремонтируют и дозаправляют.black_semargl
07.12.2016 10:10Сейчас заправляют, завтра и солнечные батареи нарастят.
Что касается технологий — сейчас они практически в потолок упёрлись, роста скорости каналов уже практически нет. Т.е. спутники перестали морально устаревать.
А что касается цены — то сгоревший на Фалконе стоил $200 млн, за эту цену три заправщика запустить можно.
Rumlin
08.12.2016 09:50Имхо смысл будет, если неким буксиром снимать спутник на низкую орбиту, заправлять, а затем обратно возвращать. Скорее всего не раньше чем появятся буксиры с ядерным двигателем или другим дешевым не химическим двигателем.
С другой стороны уже сейчас спутники работают по десятку лет и проблема не в топливе, а что они морально устаревают, не соответствуют современным требованиям, выходит из строя аппаратура…
Saffron
07.12.2016 11:02> НАСА разрабатывает спутник для дозаправки и технического обслуживания других спутников
Так мы и поверили. Если что-то умеет заправлять свои спутники, значит оно умеет также воровать чужие. Кстати, ни за что не поверю, что наша империя зла тоже не разрабатывает нечто подобное.
Jamato
Время Planetes всё ближе!