Малым космическим аппаратам эксперты прочат большое будущее

Курс на снижение затрат и рост эффективности

— Антон Сергеевич, в чём цель разработки именно «малых космических аппаратов», каковы их преимущества перед традиционными моделями?

— Принятая классификация говорит, что малые космические аппараты имеют вес от 100 кг до 1000 кг. Сегодня есть устойчивый тренд по спутникам — производители уходят от традиционных крупных многотонных спутников, запускаемых в единичном экземпляре или небольших созвездиях. Вместо этого создаются созвездия малых спутников, исчисляющиеся десятками, а порой сотнями и тысячами. Это стало возможным благодаря новым технологиям и подходам, в частности, используются меньшие по высоте орбиты, а также незащищённые от радиации обычные «коммерческие» (industrial) компоненты.

Сегодня малые космические аппараты могут выполнять на достаточно приемлемом уровне многие задачи в сфере дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), науки, связи. Так, порой необязательно иметь крайне детальную точность снимка Земли, а нужно иметь его каждый час. Это с гораздо меньшими затратами, задержками, меньшими сроками производства и большей эффективностью могут выполнять малые космические аппараты.

Говоря про упомянутые вами спутники — это 3U-кубсаты (30х10х10 см), которые были подготовлены по программе «Дежурный по планете» Фонда содействия инновациям в образовательных целях с участием школьных команд. Коллективы нашей команды также в 2021 году подготовили первый донской спутник такого размера по данной программе — он ждёт готовности ракеты Роскосмоса с ноября прошлого года и отправится на орбиту в 550 км для выполнения связной задачи.

К слову, основная полезная нагрузка ракеты — спутник ДЗЗ «Хайям» — также является малым космическим аппаратом, имеет вес порядка 600 кг и, по открытым данным в СМИ, позволяет получать снимки разрешением 1,2 м и осуществлять наблюдение за территорией Ливана, Сирии и Йемена.

Тренд на минимизацию: плюсы и минусы

— Значит ли это, что минимизация летательных аппаратов — это теперь тренд космической отрасли?

— Так точно, и яркий тому пример — тренд в дистанционном зондировании Земли. Например, есть итальянский радиолокационный спутник CSG весом 2 200 кг (максимальное разрешение — 0,5 м) или находящийся в разработке у ГК «Роскосмос» «Обзор-Р» весом 3 500 кг (максимальное разрешение — 1 м). Тренд же отрасли задаёт финский Ice Eye весом в 100 кг и максимальным разрешением 0,5 м.

— Как решаются проблемы микроспутников, например, вопрос ограниченной мощности таких агрегатов?

— Вы имеете в виду вопросы энергопотребления и теплоотвода? С данными вопросами можно справиться разными инженерными подходами. Спутники Илона Маска для спутникового интернета версий V1.0 и V1.5 весят около 260 и 306 кг соответственно. При этом имеют очень большие солнечные панели — 2,8 м в длину и 1,4 м в ширину. Инженеры стараются использовать самые разные складные механизмы, чтобы увеличить площади таких панелей.

Также используется подход для оптимизации энергоснабжения, например, в разрабатываемом нами спутнике «Окулус» для мониторинга Севморпути и Арктики. Мы полагаем, что аппарат сможет накопить энергию, сделать нужный снимок, передать его и приступить к следующей задаче, то есть не быть 100% времени в состоянии съёмки-передачи данных.

Когда человечеству удастся «замусорить» космос?

— Будет ли продумана возможность постепенного вывода таких, малых аппаратов с орбиты, срок «жизни» которых так же миниатюрен, как и размеры? Это важно, чтобы избежать эффекта Кесслера.

— Напомним читателям, данный эффект — это теоретическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования.

Во избежание данной проблемы есть несколько решений: малые спутники на низких орбитах до 500 км попросту за три-четыре года притягиваются Землей и сгорают в атмосфере, если у них нет двигателей корректировки орбиты. Также становится всё более «хайповым» направление по созданию космических спутников-буксиров, способных подталкивать другие объекты, чтобы направить в сторону Земли для их уничтожения.

Сегодня же околокосмическое пространство всё ещё «пустое», и объекты имеют малый риск постоянных столкновений.

Важнейшая работа на технологический суверенитет России

— Как корректируются планы развития космической отрасли с учётом современной международной ситуации?

— Важно отметить, что пространство за линией Кармана — свыше 100 км — не принадлежит какой-либо стране. Конечно, есть ряд международных организаций, которые регулируют возможности занятия орбит под спутниковые группировки.

Вместе с тем сегодня перед нашей страной стоит очень большой вызов — сделать качественный рывок в создании малых космических аппаратов. Они сегодня очень нужны для оптического и радиолокационного ДЗЗ, спутниковых задач, мониторинга климата и других целей.

К слову, сегодня при поддержке Минобрнауки России ведётся работа над инициативой «Арктурус» («АркСат»), которая — в случае принятия в проект бюджета на 2023 год — позволит 100 вузам в нашей стране научить своих студентов собирать малые космические аппараты, а также позволит сформировать первое студенческое научное созвездие-группировку спутников уже за два-три года. Это направление очень важно для технологического суверенитета страны и укрепления кадровой оснащённости космической отрасли.

СПРАВКА MASHNEWS:
Линией Кармана в космической терминологии называют высоту, которую условно принято считать границей между атмосферой Земли и космосом. Именно её называют верхней границей государств на планете. Согласно определению, которое дала Международная авиационная федерация (ФАИ), линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.