Орбитальное сервисное обслуживание (продолжение)

в 8:20, , рубрики: космический мусор, космонавтика, орбитальное обслуживание, спутник

В первой статье я описал в общих чертах идею создания такого направления в ракетно — космической отрасли. Сейчас же мне хотелось более детально описать возможности транспортного космического модуля, его характеристики и экономическую выгоду этого проекта.

1. Транспортировка космических аппаратов (КА) с низких круговых орбит на рабочую орбиту.

Универсальный транспортный космический модуль (далее «УТКМ») может осуществить транспортировку КА на рабочую орбиту (в точку стояния на геостационарной орбите) после вывода КА на низкую круговую орбиту ракетой-носителем. Для осуществления транспортировки «УТКМ» сближается с КА на орбите и захватывает его манипулятором. Захватив КА «УТКМ» включает плазменную двигательную установку и осуществляет транспортировку КА на рабочую орбиту. Использование «УТКМ», оснащенного плазменной двигательной установкой позволяет повысить энергетические характеристики существующих ракет-носителей в части вывода более тяжелых КА.

2. Подъем действующих КА на рабочую орбиту при снижении орбиты КА в процессе эксплуатации.

Для этого «УТКМ» сближается с КА на орбите, осуществляет захват КА манипулятором, после чего, включив плазменную двигательную установку, поднимет КА на его рабочую орбиту. Таким образом «УТКМ» позволяет продлить срок службы действующих на орбите КА, за счет экономии КА бортового запаса компонентов топлива и большего использования его для коррекции положения КА.

3. Корректировка положения действующего КА на орбите, у которых полностью использован бортовой запас рабочего тела, используемого для коррекции положения КА.

«УТКМ» позволяет продлить срок службы действующих на орбите КА. В настоящее время на орбите находится до 50 шт. телекоммуникационных КА с действующей аппаратурой, но не способных поддерживать ориентацию «на Землю» из-за отсутствия компонентов топлива для двигателей коррекции. «УТКМ», подлетев к КА, может поднять его на рабочую орбиту и при помощи манипулятора осуществить необходимую коррекцию положения КА «на Землю» подлив срок его эксплуатации.

4. Обслуживание действующих КА на орбите.

«УТКМ» позволяет:
— произвести осмотр КА при помощи установленных на нем видеокамер и предоставить информацию о состоянии КА владельцу;
— осуществить дозаправку КА компонентами топлива и сжатыми газами (при наличии у КА соответствующих интерфейсов);
— осуществить простые ремонтные операции (например, при помощи манипулятора раскрыть не сработавшую панель солнечной батареи КА и др.).

5. Очистка геостационарной орбиты от нефункционирующих КА.

«УТКМ» может сблизиться с нефункционирующим КА, захватить его манипулятором, сообщить ему необходимое ускорение для схода КА с орбиты и сгорания в плотных слоях атмосферы Земли. Учитывая высокую стоимость точки стояния на геостационарной орбите (120-140 мл. $США) и ограниченное их количество, данная возможность «УТКМ» имеет большое значение, как для вывода новых спутников, так и для коммерческой эффективности использования «УТКМ» на орбите. Важно отметить, что при работе с нефункционирующим КА нет необходимости соблюдать всех меры безопасности, как с действующим КА.

6. Использование «УТКМ» в качестве разгонного блока.

Вывод «УТКМ» осуществляется при помощи ракеты-носителя, по комбинированной схеме, согласно которой «УТКМ» выполняет роль разгонного блока с установленным на него полезным грузом. После вывода ракетой-носителем на круговую орбиту «УТКМ», используя газореактивную и плазменную двигательные установки, осуществляет доставку полезного груза на рабочую орбиту и отделяется от него. С момента отделения полезного груза его функции разгонного блока меняются на функции «УТКМ».

7. Использование «УТКМ» в качестве двигательного блока для транспортировки грузов на межпланетных траекториях.

8. Использование «УТКМ» для решения прочих задач.

Компоновочная схема «УТКМ» делает его универсальной платформой, на которую можно установить оборудование гражданского, научного и военного назначения в зависимости от интересов Заказчика.

Для поддержания функционирования «УТКМ» на орбите в течение длительного промежутка времени, в конструкции «УТКМ» может быть реализована возможность дозаправки компонентами топлива и сжатым газом. Для этого ракетой-носителем легкого класса выводится на круговую орбиту контейнер содержащий запас компонентов топлива и сжатого газа. После чего «УТКМ» при помощи одного манипулятора захватывает контейнер, а при помощи другого стыкует соответствующие заправочные интерфейсы с контейнером. После заправки «УТКМ» отстыкуется и продолжит работу на орбите. При последней заправке, когда из контейнера будут полностью забраны компоненты топлива и сжатый газ, при отстыковке от контейнера «УТКМ» сообщает контейнеру необходимое ускорение для схода с орбиты и сгорания в плотных слоях атмосферы Земли, тем самым, исключая появления нового объекта космического мусора. Аналогичным образом «УТКМ» может забирать компоненты топлива и сжатый газ из контейнера и для заправки КА на орбите при наличии у КА соответствующих интерфейсов.

В качестве рабочего тела, конструкция Плазменно Ионного Двигателя позволяет использовать:
— инертные газы: Ar, Kr, Xe;
— щелочные металлы, подаваемые в двигатель в расплавленном состоянии: Cs, K, Na;
2. Масса ПИД-200 с кронштейном 8,1 кг.
3. Срок службы: не менее 10000 часов.
4. Максимальное тяговое усилие 0,0125 кгс.

В таблице приведены экспериментальные характеристики двигателя
image

Как можно заметить он мало чем отличается от существующих разработок, но при этом имеет отличное преимущество в работе в безвоздушном пространстве.

И немного хочется уделить внимание экономической целесообразности данного проекта, я хочу привести в пример несколько таблиц, с количеством спутников на орбите и стоимости орбитальных услуг, которые может выполнять транспортный модуль. Данные были взяты с научной работы одного из моих знакомых, так что они довольно — таки не точные, но общую картину могут предоставить.

image

image

Я заранее прошу прощения если что-то криво вставлено, так как это только второй мой пост.

Как вы можете заметить объем рынка просто колоссален, 2 миллиарда долларов ( пусть это и очень оптимистичная цифра) — впечатляет. И я хочу сказать, что если мы хотим дальше развивать космическую отрасль, правильно использовать околоземное пространство, то стоит серьезно задуматься над созданием подобных проектов.

К сожалению такие проекты стоят колоссальных денег и требуют огромных инвестиций, что в условиях нынешней экономической ситуации — проблематично. Данные исследования были проведены группой моих знакомых и мной в том числе, чисто по собственной инициативе. Над подобными проектами работают многие космические агентства и у них так же не получается выйти на приемлемую экономическую рентабельность.

В любом случае я верю, что в будущем люди больше будут заниматься исследованиями космоса и вселенной, чем внутренними разборками и междуусобицами. Ведь, на мой взгляд, нет ничего привлекательнее и загадочнее, чем загадки вселенной.

Всем хорошего дня!

Автор: EcoSpace

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля