ВОЕННО-ВОЗДУШНЫЕ СИЛЫ - ЗВО - 3/2000
НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НА ОРБИТЕ
Капитан П.БОРОДКИН
В управлении перспективных исследовании министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) изучаются возможности ремонта и дозаправки топливом находящихся на орбитах спутников с помощью автономных роботов космического базирования. В 1999 году руководство DARPA поставило вопрос об обеспечении таких работ, исключая применение дорогостоящего многоразового транспортного космического корабля (МТКК) <Спеис Шаттл>. Наиболее важными для реализации новой концепции, получившей название <Орбитал экспресс> считаются исследования и разработки по следующим четырем направлениям: автономный транспортный и роботизированный орбитальный аппарат (ОА) ASTRO (Autonomous Space Transporter and Robotic Orbiter); конструкции спутников, позволяющие их эксплуатировать с помощью ОА; аппаратура сопряжения для стыковки космических аппаратов (КА) и ОА ASTRO; новые виды топлива, передаваемого с обслуживающего аппарата на спутник.
Концепция предусматривает доставку на орбиту блоков с топливом и контейнеров с оборудованием массой от 45 до 450 кг, которые с помощью ОА ASTRO доставляются и устанавливаются на обслуживаемый спутник.
Согласно заявлению руководителя отдела программ тактических технологий Д. Уилена, такой способ пополнения запасов топлива, криогенных компонентов или энергетических блоков питания спутников, а также их модернизация и ремонт существенно снизят общую стоимость работ, проводимых в космосе. По его утверждению, повышение эффективности КА за счет замены лишь 5 проц. его массы дает выигрыш в 95 проц. массы, уже находящейся на орбите. В настоящее время вследствие отсутствия возможностей доставки блоков прекращается эксплуатация КА, хотя для многих их элементов сроки службы еще не истекли.
Специалисты НАСА также заинтересованы в решении вопросов ремонта и дозаправки спутников на орбитах в связи с высокой стоимостью подобных операций, требующих участия человека, которые, по оценкам представителей DARPA, обходятся более чем в 2 млн долларов в час. Предполагается, что концепция позволит значительно сократить такие затраты, поскольку они будут уменьшаться за счет продления жизненного цикла спутников. Кроме того, она предусматривает использование сравнительно недорогих транспортных космических систем (ТКС). Блоки, доставляемые ASTRO к спутнику, имеют небольшую массу и стоимость, поэтому носители для их вывода в космос не должны обладать степенью надежности ракет-носителей одноразового использования, а также точностью вывода на орбиты. DARPA рассматривает даже возможность запуска полезных нагрузок с помощью реактивных орудий.
Как считают зарубежные эксперты, дозаправка топливом на орбите может повысить оперативность разведывательных КА. При этом отмечается, что Индия и Пакистан сумели скрыть от США свои программы разработки ядерного оружия по причине отсутствия контролирования положения американских разведывательных спутников из-за приостановки работ в то время, когда КА находились над разведываемыми объектами. Поэтому, если станет возможна дозаправка спутников топливом на орбитах, специалисты разведслужб смогут чаще осуществлять маневрирование разведывательных КА, значительно затрудняя возможности сокрытия работ на земле.
Кроме того, если спутники смогут часто маневрировать, то для выполнения разведывательных задач, вероятно, потребуется меньшее количество спутников. Отмечается, что если теоретически для постоянного контроля за наземными движущимися целями необходимо иметь на низкой околоземной орбите 24 спутника с радиолокационным оборудованием, то использование маневрирующих спутников может сократить это количество до 12-15 КА. Возможность перемещения и дозаправки спутников топливом на орбите могла бы облегчить министерству обороны решение проблемы оптимизации группировки КА над разведываемым регионом, не превышая сроков их пребывания на орбите. Более того, способность КА к маневрированию могла бы стать одним из средств, позволяющим им эффективнее уклоняться от противоспутникового оружия.
Предполагается, что совершенствование компонентов конструкции спутников должно идти по пути использования новых, более совершенных процессоров. Кроме этого, возможно применение новых оптоэлектронной аппаратуры, гироскопов, радиотехнических средств.
Основная идея концепции сводится к разработке ОА ASTRO, который, как считают, должен иметь относительно небольшие размеры и массу (90 - 450 кг). Планируется оснастить его электрической двигательной установкой, необходимой для маневрирования при доставке блоков топлива или электроники к соответствующему спутнику. Кроме того, ASTRO можно было бы использовать для доставки малогабаритных КА на их рассчитанные орбиты.
На начальный этап исследований этой концепции предполагается выделить DARPA около 5 млн долларов. Контракты на срок до одного года будут выданы в 2000 году. Затем последует разработка опытного образца ASTRO и спутника, конструкция которого обеспечивает возможность его совершенствования, а запуск демонстрационных образцов ожидается через три года после заключения контрактов. Этап демонстрационных испытаний, возможно, будет включать проведение операций в различных условиях, в том числе стыковку на освещенной или неосвещенной части орбиты.
Хотя концепцию планируется реализовать в интересах министерства обороны, представители DARPA полагают, что после создания ASTRO, фирмы - изготовители коммерческих спутников также получат возможность использовать результаты этих работ. Наряду с этим, концепция <Орбитал экспресс> рассматривается как шаг на пути обеспечения возможности освоения космоса с помощью беспилотных средств, в то время, когда большая часть бюджета НАСА направлена на программу пилотируемой международной космической станции. Комментируя этот факт, Уилен подчеркнул, что Япония и Европа сосредоточивают внимание на беспилотных системах освоения космоса, и разрабатываемая концепция может послужить фактором, не допускающим отставания США в этой области.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
