МКС – Конец эры

magman67 — 19.10.2024 Если все пойдет по планам NASA, вывод с орбиты Международной космической станции в начале 2031 года станет её последней главой, но также и началом новой, в которой одна или несколько компаний будут управлять своими собственными станциями независимо от NASA. Но не все считают, что станцию ​​следует выводить с орбиты тогда, если вообще когда-либо. Джонатан О'Каллаган изучил различные точки зрения и предложил альтернативы.

Джонатан О'Каллаган, Aerospace America October 2024.

Гэри Калнан отправился в Белый дом в 2022 году с предложением переплавить части Международной космической станции в ракетное топливо. Его фирма CisLunar Industries из Колорадо разрабатывала технологию переработки и повторного использования оборудования на орбите, и Национальный космический совет и Управление по науке, технологиям и политике были заинтересованы в том, чтобы услышать больше.






Ранее компания опубликовала официальный документ с несколькими другими компаниями, включая Astroscale, японскую компанию по удалению мусора, в котором описывалось, как можно повторно использовать радиаторы, солнечные панели и батареи и как другие части станции можно превратить в орбитальную свалку. Например, CisLunar разрабатывала технологию в партнерстве с австралийской компанией Neumann Space, которая могла бы расплавлять металлические конструкции на орбите в стержни из алюминия, которые могли бы служить топливом для электротяги, концепция, на исследование которой Космические силы США в прошлом году заключили с Cislunar контракт на 1,7 миллиона долларов.
Это всего лишь одна идея того, что можно было бы сделать с МКС вместо того, чтобы направлять её в атмосферу, чтобы она развалилась и в значительной степени сгорела над Тихим океаном в начале 2031 года.



В то время как в прошлом НАСА сдвигало даты утилизации МКС вправо, дата 2031 год побудила бывших астронавтов и технологов, включая членов AIAA, обсудить целесообразность этого плана между собой — а в некоторых случаях и публично. Это связано с тем, что в июне НАСА заключило контракт на 843 миллиона долларов со SpaceX на создание американского деорбитального транспортного средства, увеличенной версии Cargo Dragon.




Выбор USDV «делает его более реальным», говорит бывший сотрудник NASA Дэниел Дамбахер, который в прошлом месяце завершил почти шесть лет в качестве исполнительного директора, а затем генерального директора AIAA.
К Dragon будет добавлена ​​дополнительная секция, заполненная топливом и 30 двигателями Draco. Эти двигатели, расположенные вокруг основания ствола, будут работать с тягой в 10 000 ньютонов — примерно в четыре раза больше тяги обычного Dragon — чтобы замедлить 420-тонную станцию ​​и направить её в атмосферу к региону Тихого океана, который еще предстоит выбрать. Для NASA такой сценарий гораздо предпочтительнее, чем тот, в котором атмосферное сопротивление постепенно тянет МКС всё ниже и ниже, пока станция не начнет неуправляемо падать — увеличивая вероятность того, что какие-либо уцелевшие компоненты выпадут на населенные районы.

Среди тех, кто думает по этому поводу, бывший астронавт Том Джонс, который был членом экипажа космического челнока, доставившего модуль Destiny для МКС на орбиту в 2001 году, и провел три выхода в открытый космос, чтобы помочь установить его. «Я бы не хотел, чтобы его выбросили в океан», — говорит Джонс. «Я бы потратил те же деньги на то, чтобы поднять его на высокую орбиту», где он оставался бы «десятилетия, если не столетия» и использовался бы в качестве будущего ресурса, например, для его алюминия. Он повторил это предложение в июньском докладе на Саммите наследия космоса, организованном AIAA и Национальным музеем авиации и космонавтики Смитсоновского института.

Несмотря на такие сомнения относительно судьбы станции стоимостью 150 миллиардов долларов, НАСА не проявило никаких признаков переосмысления этого вопроса. В отчете о выводе с орбиты, опубликованном в июне, агентство заявило, что рассматривало альтернативы для станции, но не нашло ни одной жизнеспособной. «НАСА пришло к выводу, что вывод с орбиты Международной космической станции с использованием разработанного в США аппарата для вывода с орбиты с конечной целью в отдаленной части океана является наилучшим вариантом для завершения срока службы станции», — написало агентство.

По данным НАСА, это решение было во многом обусловлено возрастом оборудования, прибывшего в ходе ряда сборочных миссий в период с 1998 по 2011 год. «Основная структура станции, такая как пилотируемые модули и ферменные конструкции, не может быть отремонтирована или заменена на практике», — написало агентство в резюме, отметив, что для этих компонентов «первоначальный расчетный срок службы конструкции составлял 30 лет», и сейчас он уже достигнут.

Энди Томас, имеющий докторскую степень в области механики жидкости и бывший астронавт NASA, летавший на шаттле в 2001 и 2005 годах на сборочных миссиях МКС, согласен, что возраст — это проблема, которую необходимо решить, если станция не будет выведена с орбиты. «Существуют технические ограничения на некоторые системы и оборудование МКС», — говорит он. «Критически важные системы подходят к концу. Я подозреваю, что самой большой проблемой будет поддержание общей структурной целостности станции в течение многих лет». Некоторые оптимистично настроены по поводу вывода станции с орбиты не только из-за возраста компонентов, но и потому, что это высвободит около 3 миллиардов долларов в год для других проектов пилотируемых космических полетов, таких как возвращение NASA на Луну.

«Мне больно говорить, что её нужно спустить», — говорит Венди Уитман Кобб, профессор Школы передовых исследований в области авиации и космонавтики ВВС США в Алабаме. Она отмечает сходство с концом российской космической станции «Мир» в 2001 году, когда корабль «Прогресс» вывел станцию ​​на орбиту в атмосферу Земли. Россия стремилась продолжить работу над «Миром», но НАСА «увидело, что это отвлекает внимание и финансирование России» от МКС, говорит Кобб.




«Вероятно, мы видим отголоски этого здесь», — говорит она. «Космос — суровая среда. Я думаю, что там много сентиментальности, но в конце концов безопасность возьмет верх над сентиментальностью».
И поэтому, как говорит Томас, «Часы определенно идут».

Другие предлагали поднять МКС на орбиту захоронения, где её орбита будет деградировать столетиями, и станция может остаться без экипажа. Томас исследовал эту возможность для НАСА в 2014 году, изучая, может ли солнечная электрическая тяга медленно, но непрерывно поднимать станцию ​​выше. «Вы можете сделать это либо с одним большим блоком, либо с несколькими меньшими блоками», — говорит он. «Я бы отдал предпочтение последнему варианту, поскольку он обеспечивает некоторую избыточность в случае отказа двигателя. Но нет сомнений, что это будет инженерной проблемой».

Брент Шервуд, бывший старший вице-президент по космическим системам в Blue Origin, а теперь руководитель Space Domain в AIAA, поддерживает идею орбиты захоронения. «200-летняя орбита дает много времени нескольким поколениям передовых космических полетов, чтобы решить, хотят ли они спустить ее с орбиты, поднять её выше или спасти её», — говорит он. «[Спуск с орбиты] просто кажется поспешным и преждевременным. Это должен быть более прозрачный, сложный разговор. Возможно, результат тот же, а может и нет».

Однако размещение МКС на парковочной орбите все равно потребует значительной и постоянной работы со стороны NASA и 14 других партнеров МКС. Это также открывает возможность того, что МКС станет источником значительного риска засорения, говорит Джонатан Макдауэлл, астрофизик Гарвард-Смитсоновского центра в Массачусетсе, который следит за мировой астронавтической активностью. «Если она перейдет в режим кувырка, она может развалиться», — говорит он.




В июньском отчете о сходе с орбиты НАСА заявило, что операции МКС «требуют постоянного экипажа для работы», поэтому оно не может просто оставить станцию ​​на более высокой орбите без экипажа. Оно отметило, что подъем орбиты до 800 километров или выше даст станции орбитальный срок службы не менее 700 лет. Но достичь этой высоты будет сложно и «потребует разработки новых двигательных и заправочных транспортных средств, которых в настоящее время не существует». Starship компании SpaceX мог бы справиться с этой задачей, заявило агентство, но «существуют непомерные инженерные проблемы со стыковкой такого большого транспортного средства с космической станцией и возможностью использования его двигателей, оставаясь в пределах структурных границ космической станции». После МКС НАСА надеется, что частные компании будут управлять одной или несколькими станциями на низкой околоземной орбите. Один оператор, Axiom Space из Хьюстона, планирует прикрепить к МКС до четырех модулей, начиная с 2026 года, частично финансируемых НАСА, которые позже будут отделены для формирования автономной космической станции. Если планы будут выполнены, по крайней мере одна из этих станций будет введена в эксплуатацию до 2031 года. Но если они будут отложены, менеджер по программам МКС Дана Вайгель заявила на июльской пресс-конференции о планах по выводу с орбиты, что НАСА может быть готово «немного продлить МКС, чтобы избежать пробела на низкой околоземной орбите». Хотя она не упоминала об этом, США пришлось полагаться на российские капсулы «Союз» для доставки астронавтов на МКС и обратно в течение девятилетнего перерыва между выводом из эксплуатации космических челноков и первым коммерческим полетом экипажа. «Мы бы очень хотели, чтобы станция и следующая платформа перекрывались», — сказала Вайгель.

Даже при таком сценарии маловероятно, что Axiom или другие частные компании рассмотрят возможность взять под контроль всю МКС, если появится такая возможность, говорит Кортни Стадд, бывший руководитель аппарата NASA. Он говорит, что ему «трудно понять, где частная часть этого партнерства могла бы получить доход» в разумные сроки.
«Возможно, со временем у вас появится достаточное количество космических путешественников, но сколько лет пройдет, прежде чем вы достигнете этой критической массы?» — говорит он. «Я думаю, что венчурные капиталисты и инвесторы, с которыми я общаюсь, скажут, что нет никаких бизнес-кейсов».

До того, как «Мир» был выведен с орбиты, такой переход в частный сектор был предпринят частной инициативой под названием MirCorp. Базирующаяся в Нидерландах, MirCorp надеялась взять на себя управление операциями «Мира» у России, но в конечном итоге эта попытка провалилась из-за отсутствия финансирования. «Приватизация правительственной лаборатории на орбите — очень сложная задача», — говорит Шервуд.

Если МКС нельзя спасти целиком, некоторые предлагают спасти её меньшие части. Бывший астронавт Франк де Винне, координатор МКС в Европейском космическом агентстве, сказал, что наличие модулей Axiom может помочь в этом отношении. «Если есть вещи, которые мы можем повторно использовать с МКС и перенести в модули Axiom, мы, конечно, готовы рассмотреть это», — говорит он, но отмечает, что ЕКА «не начало конкретных обсуждений» с Axiom по этой теме. Axiom отказалась комментировать эту возможность. Что касается превращения частей МКС в ракетное топливо, я не смог узнать, дошла ли белая книга Cislunar до должностных лиц NASA, которые отвечают за судьбу станции.




«Мы не получили никакой обратной связи», — говорит Рон Лопес, президент и управляющий директор американского подразделения Astroscale, японской компании по удалению мусора, участвовавшей в белой книге. Вместо жизнеспособной альтернативы остается, казалось бы, неизбежный вариант сбрасывания МКС над океаном.

«Это печальная, но, вероятно, неизбежная веха», — говорит Томас, бывший астронавт. «Сказать, что мы потратили 100 миллиардов долларов за последние 25 лет и собираемся выбросить их в океан, очень печально, это окончательный вывод из того, что было довольно замечательным инженерным достижением».

Но шумиха вокруг спасения МКС может усилиться. «Я не удивлюсь, если возникнет общественный резонанс», — говорит Майя Кросс, директор Центра международных отношений и мировых культур Северо-Восточного университета в Массачусетсе, возможно, даже до такой степени, что вмешается правительство. «Конгресс может приказать НАСА не сходить с орбиты», — говорит Мишель Хэнлон, исполнительный директор Центра воздушного и космического права Школы права Университета Миссисипи. Для этого потребуется финансирование, но его можно перенаправить из других источников, например, из контракта USDV компании SpaceX.

Боб Брамли, старший управляющий директор технологической компании Marble Arch Partners в Вирджинии, предлагает другую альтернативу: взять деньги, которые НАСА выделило на свою запланированную лунную космическую станцию ​​Gateway. «Я бы взял миллиард долларов в год для Gateway и использовал эти деньги, чтобы спасти МКС», — говорит он.

На той июльской пресс-конференции я спросил Кена Бауэрсокса, руководителя Управления космических операций НАСА, была ли судьба МКС на 100% определена. «Я никогда не видел ничего, что было бы на 100% в космосе», — сказал он. «Для меня было бы совсем не удивительно, если бы через пару лет люди пришли и снова посмотрели на проделанную работу, чтобы попытаться решить, что мы будем делать по окончании срока службы МКС». Но он добавил: «Я честно думаю, что они окажутся в том же месте».

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив