Рукотворная звезда

alex_anpilogov — 31.03.2016

На фотографии — Александр Шаенко. В руках у него — наноспутник «Маяк», который летом 2016-го года должен засиять самой яркой звездой в земном небе.
Как бы не была в последнее время испорчена и испоганена приставка «нано», но, как объяснил мне Александр, название «наноспутник» лучше всего подходит к «Маяку» и является официальным названием спутников такого формата, получивших ещё и наименование «кубсат» (cube-sat) за свою форму в виде параллелепипеда или куба.

Интервью с Александром Шаенко вышло в виде новой передачи на канале «День-ТВ», которая будет посвящена вопросам футурологии, будущего, новых технологий и развития общества и будет называться «Новый День»:



Кроме того, что было сказано в самой беседе, несколько слов о «Маяке» и о кубсатах-наноспутниках.


Кубсаты — порождение эпохи минитюаризации и компьютеризации автоматических аппаратов.
Первые спутники были порождением совершенно иного времени — так, хорошо узнаваемый ПС-1 («Спутник-1») весил почти что 84 килограмма и смог продержаться на орбите 92 дня, а время активной жизни спутника, связанное с работой его серебряно-цинковых батарей (весом почти в 50 килограмм) и простейшего радиопередатчика составило и того меньше — всего лишь две недели. И радиопередатчик, и батареи спутника были немаленького размера — диаметр внешней полированной сферы ПС-1 составлял 58 сантиметров:


Первый искусственный спутник Земли в Музее космонавтики в Москве.

Теперь в значительно более скромный объём и в гораздо меньший вес стандартного кубсата можно запрятать намного больше функций.
Смысл стандарта кубсат, который был предложен Калифорнийским и Стэндфордским институтами в 1999-м году — это стандартизация размеров малых и сверхмалых спутников, создание для них унифицированных серий основных деталей (электроники, элементов питания, солнечных батарей) и, в итоге — обеспечение доступности запуска небольших спутников на околоземную орбиту.

Самый маленький спутник стандартной линейки кубсатов — это спутник-куб размерами 10х10х10 сантиметров, который ещё называется 1U («одна единица», one unit). В такой литровый объём изготовитель кубсата может пометить до 1,33 килограммов собственного веса спутника. В «американских» мерах веса получается тоже «неровная цифра» в 2,9 фунта и почему был выбран такой минимальный вес наноспутника-кубсата — не спрашивайте. Не нашёл.

В такой скромный размер и такой небольшой вес можно и в самом деле впихнуть не очень много, но, что интересно, уже гораздо больше, чем в вес и объём ПС-1.
Например, первый эстонский искусственный спутник Земли (гусары, молчать!), запущенный в 2013-м году и получивший название ESTCube-1, был выполнен как раз в объёме 1U и нёс, кроме радиопередатчика (который проработал на орбите почти два года) ещё и цветную фотокамеру, солнечные батареи и первый в мире электрический парус на космическом аппарате:


Первый. Эстонский. Околоземный. В размере 1U.

Однако часто впихнуть все функции небольшого спутника в размер 1U представляется уж совсем невозможным, даже с учётом минитюаризации всех деталей, достижимой при современном уровне развития техники и технологии.
В этом случае стандартный размер 1U увеличивается за счёт дополнительных кубиков, которые цепляются к начальному в «хвост», формируя своеобразный «поезд» из кубиков размером 10х10х10 см. Такие спутники, соответственно называются 2U, 3U и так далее — в зависимости от того, сколько единичных блоков «космического Лего» входят в их состав.

Концепция «поезда» связана со способом запуска наноспутников-кубсатов — внутри ракеты-носителя или пускового механизма для запуска кубсатов с Международной космической станции они размещаются внутри специальных защитных пусковых контейнеров, которые охраняют весьма нежные кубсаты от внешних воздействий:


Стандартный контейнер для запуска кубсатов. Внутри контейнера — габаритный макет кубсата размером в 3U.

Сам пусковой контейнер тоже весит немало в расчёте на собственный небольшой вес наноспутников, в силу чего запуск с МКС в некоторых случаях может быть дешевле, чем запуск ракетой-носителем: в этом случае кубсаты можно закрепить внутри транспортного корабля, летящего к МКС и не тянуть на орбиту ещё и вес пускового контейнера.

Впоследствии эти кубсаты можно спокойно запустить или пусковым механизмом МКС (который расположен в американском сегменте станции), либо же вывести их в открытый космос по-старинке, руками космонавтов, осуществляющих очередной выход в открытый космос из МКС (так делают при запуске кубсатов из российского сегмента МКС):


Одновременный запуск трёх кубсатов размером в 1U из пускового механизма американского сегмента МКС.

Именно с возможностью запуска кубсатов с МКС и связано нынешнее падение стоимости запуска наноспутника — при первичной стоимости запуска кубсата в 80 000 долларов на начало 2000-х годов к середине 2010-х стоимость запуска спутника рамером в 1U упала до 20-40 тысяч долларов. Если прибавить к этому и достаточно низкую стоимость изготовления спутника, который собирается во многом из стандартных деталей и стоит в пределе 50 000 долларов за типичный спутник размером в 1U, то изготовление и запуск наноспутников оказываются весьма доступными для небольших компаний, учебных заведений или даже команд энтузиастов, поддержанных неравнодушными людьми.

Именно такую группу романтиков-энтузиастов и собрал Александр Шаенко для создания российского наноспутника «Маяк». Выполненный в размере 3U, он должен выполнить достаточно простую, но показательную задачу — раскрыть в космосе громадный светоотражающий баллон, который должен засиять достаточно яркой звездой на нашем ночном небе:


В космосе, в условиях глубокого вакуума, смятый внутри спутника баллон из сверхлёгкой плёнки, при минимальном наддуве изнутри, сможет раскрыться в огромную пирамиду, которая будет отражать солнечный свет на Землю.

По рассчётам команды «Маяка», их спутник будет светить не менее ярко, чем вспышки спутников связи «Иридиум», которые, двигаясь по своим высоким орбитам, часто смущают наблюдателей внезапными «новыми звёздами», которые неожиданно вспыхивают на ночном небе. При этом вспышка отражателей «Иридиума» и в самом деле является самым ярким объектом на нашем небе (после Луны в полнолуние, которая светит с видимой звёздой величиной в -12,7^m), достигая звёздной величины в -9,5^m. Самая же яркая сверхновая звезда (вспышка 1054 года) имела всего лишь -6,0^m, а романтическая утренняя или вечерняя «звезда Венеры» светит на нашем небосклоне с видимой звёздной величиной всего лишь в -4,57^m.


Вспышки спутников «Иридиум» происходят благодаря их зеркальным отражателям (три отражателя спутника показаны в раскрытом состоянии).

Кроме такой, чисто показательной и наглядной функции, спутник «Маяк» должен продемонстрировать и ещё одну концепцию — возможность использования таких баллонных отражателей для спуска космического мусора с околоземной орбиты.
В разговоре с Александром во время нашей встречи в студии «День-ТВ» мы затронули этот непростой вопрос и указали на то, что небольшие аппараты, подобные «Маяку», вполне могут в перспективе помочь и с проблемой космического мусора, являясь своего рода «сборщиками» отработавших космических аппаратов, приближаясь к ним и используя похожие баллоны для свода отработавших спутников с высоких орбит.
Либо же, что более разумно — будущие спутники могут в принудительном порядке быть оснащены такого рода надувными баллонами, которые будут значительно увеличивать их баллистический коэффициент и тормозить спутники в очень разреженной экзосфере Земли.

Для наглядности — ситуация с космическим мусором вокруг планеты Земля. Пусть и не апокалипсис «Гравитации», но уже достаточно тревожно и неудобно:



Кроме того, можно посмотреть и более длинный и обстоятельный фильм ESA о проблема космического мусора, который чётко показывает, что уже к 2050-му году столкновения с космическим мусором на околоземной орбите станут будничной реальностью.

В любом случае, что прозвучало в передаче и что хотелось бы ещё раз подчеркнуть в статье — такие проекты, как «Маяк» и такие технологии, как наноспутники-кубсаты, позволяют сделать космос гораздо доступнее и ближе. А значит — будущее не столь безнадёжно, как это иногда представляется.



Будут и солнечные зеркала на орбите, которые будут освещать тундру полярной ночью. Я верю.



И да, если вас заинтересовало участие в этом проекте — сейчас Александр и его команда продолжают сбор помощи на запуск «Маяка» на площадке Kickstarter.

Ну и, конечно же, если вы хотите предложить интересную тему в передачу «Новый День» или, чем чёрт не шутит — и самим выступить в ней, то пишите мне в личную почту ЖЖ или в комментарии этой записи.
Обещаю рассмотреть все ваши идеи.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив