Miniaturizarea este o nouă tendință în astronautică
Satelitul britanic STRAND-1. Sursa: www.ubergizmo.com
Nanosateliții vor deveni în curând parte a sistemelor de luptă împreună cu drone
În Statele Unite a fost publicat un raport cu o prognoză comercială pentru dezvoltarea pieței globale a sateliților militari. În 2012, acest segment al industriei spațiale era evaluat la 11,8 miliarde de dolari.Autorii raportului cred că va crește cu 3,9% anual. Și în 2022 va ajunge la 17,3 miliarde de dolari.
Trebuie remarcat faptul că prognozele pe termen lung în domeniul astronauticii au fost întotdeauna nesigure, ca să spunem ușor. Dezvoltarea industriei este foarte influențată de politică și economie. Adesea, finanțarea proiectelor depinde de ambițiile conducerii țării. Și chiar mai des, depinde de starea economiei. În timpul unei crize, încep să economisească pe cele mai scumpe programe cu un ciclu de returnare pe termen lung. Și cel mai simplu mod de a sechestra sunt exact cheltuielile obscure cu spațiu.
Dar recent, un factor de influență mai puternic a invadat astronautica - schimbarea rapidă a generațiilor tehnologice. Acum nu mai este posibilă prelungirea perioadei de creare a unei nave spațiale (SC) cu 10-15 ani, ceea ce era obișnuit norma. În acest timp, dispozitivul reușește să devină învechit fără să înceapă să funcționeze vreodată. Un lucru similar s-a întâmplat cu sateliții grei de comunicații la sfârșitul secolului al XX-lea. Liniile de comunicații prin fibră optică, care au acoperit rapid întreaga lume, au făcut comunicațiile la distanță lungă accesibile, ieftine și fiabile. Drept urmare, zeci de transpondere prin satelit nu au fost solicitate, ceea ce a dus la pierderi mari.
Schimbarea rapidă a generațiilor tehnologice a condus la dezvoltarea principalelor tendințe în proiectarea și producția de nave spațiale - miniaturizare, modularitate și eficiență. Sateliții devin din ce în ce mai mici în dimensiune și greutate, necesită mai puțină energie, iar elementele și ansamblurile gata făcute sunt utilizate în proiectare și fabricare, ceea ce reduce foarte mult timpul și costurile de producție. Și costul lansării unui satelit ușor este mai ieftin.
Navigație peste tot
În prezent, numărul de lansări spațiale din lume este mult mai mic decât în anii 1970-1980. Acest lucru se datorează în primul rând unei creșteri semnificative a capacității de supraviețuire a navei spațiale. Durata normală de viață a sateliților pe orbită este de 15-20 de ani. Nu mai este necesar, deoarece satelitul va deveni inevitabil învechit în acest moment.
În rândul navelor spațiale militare, ponderea sateliților de comunicații este de 52,8%, sateliții de recunoaștere și supraveghere - 28,4%, sateliții de navigație ocupă 18,8%. Dar sectorul sateliților de navigație este cel care are o tendință de creștere constantă.
În prezent, constelația orbitală a sateliților de navigație americani ai sistemului GPS NAVSTAR include 31 de nave spațiale, toate funcționând conform intenției. Din 2015, este planificată înlocuirea constelației cu sateliți de a treia generație, ca parte a dezvoltării sistemului la nivelul GPS III. Forțele aeriene americane intenționează să achiziționeze un total de până la 32 de nave spațiale GPS III.
Roscosmos se așteaptă să ajungă până în 2020 la o precizie de determinare a coordonatelor folosind sistemul GLONASS de mai puțin de 10 cm, a declarat șeful departamentului, Vladimir Popovkin, la o ședință a guvernului rus, unde a fost discutat programul spațial până în 2020. „Astăzi precizia măsurării este de 2,8 metri, până în 2015 vom ajunge la 1,4 metri, până în 2020 cu 0,6 metri”, a spus șeful Roscosmos, menționând că „ținând cont de completările care au fost implementate astăzi, de fapt, va fi cu o precizie mai mică de 10 centimetri.” Suplimentele sunt stații la sol pentru corectarea diferențială a semnalului de navigație. În același timp, actuala constelație orbitală GLONASS ar trebui înlocuită cu nave spațiale de generație următoare, al căror număr va fi crescut la 30.
Uniunea Europeană își creează sistemul de navigație împreună cu Agenția Spațială Europeană. În 2014–2016 a fost planificat crearea unui grup de 30 de nave spațiale - 27 care lucrează în sistem și 3 de rezervă. Din cauza crizei economice, aceste planuri pot fi amânate cu câțiva ani.
Satelitul chinezesc „Beidou”. Sursa: kp.by
În 2020, China intenționează să finalizeze crearea sistemului național de navigație prin satelit Beidou. Sistemul a fost lansat în exploatare comercială pe 27 decembrie 2012 ca sistem de poziționare regională, cu o constelație orbitală de 16 sateliți. Acest lucru a furnizat un semnal de navigație în China și în țările vecine. În 2020, 5 nave spațiale ar trebui să fie desfășurate pe orbită geostaționară și 30 de sateliți în afara orbitei geostaționare, ceea ce va face posibilă acoperirea întregului teritoriu al planetei cu un semnal de navigație.
În iunie 2013, India intenționează să lanseze primul satelit de navigație al său național IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) din portul spațial de pe insula Sriharikota de pe coasta de sud a Andhra Pradesh. Lansarea pe orbită va fi efectuată de vehiculul de lansare indian PSLV-C22. Al doilea satelit este planificat să fie lansat în spațiu până la sfârșitul anului 2013. Încă cinci vor fi lansate în 2014-2015. Astfel, va fi creat un sistem regional de navigație prin satelit care acoperă subcontinentul indian și aproximativ 1,5 mii km de granițele acestuia cu o precizie de 10 m.
Vehicul de lansare indian PSLV. Sursa: Publicațiile Gestalt
Japonia a urmat propriul drum, creând Sistemul de satelit Quasi-Zenith (QZSS, „Sistemul de satelit Quasi-Zenith”) - un sistem de sincronizare a timpului și corecție diferențială a semnalului de navigație GPS pentru teritoriul Japoniei. Acest sistem regional prin satelit este conceput pentru a oferi un semnal de poziție de calitate superioară atunci când utilizați GPS. Nu funcționează separat. Primul satelit Michibiki a fost lansat pe orbită în 2010. Alte trei sunt planificate să fie lansate în următorii ani. Semnalele QZSS vor acoperi Japonia și Pacificul de Vest.
Telefon mobil pe orbită
Microelectronica a devenit, probabil, domeniul cu cea mai rapidă dezvoltare dintre tehnologiile moderne. Samsung Electronics, Apple și Google sunt literalmente gata să introducă ceas-computere „inteligente” în lunile următoare. Este de mirare că navele spațiale devin din ce în ce mai mici. Noile materiale și nanotehnologii fac instrumentele spațiale mai compacte, mai ușoare și mai eficiente din punct de vedere energetic. Se poate considera că era navelor spațiale mici a sosit deja. În funcție de greutate, acestea sunt acum împărțite în următoarele categorii: până la 1 kg – „pico”, până la 10 kg – „nano”, până la 100 kg – „micro”, până la 1000 kg – „mini”. Cu doar 10 ani în urmă, microsateliții cu o greutate de 50-60 kg păreau a fi o realizare remarcabilă. Acum tendința globală este nanosateliții. Peste 80 dintre ele au fost deja lansate în spațiu.
Așa cum producția și dezvoltarea de vehicule aeriene fără pilot (UAV) se desfășoară în multe țări care anterior nici măcar nu se gândeau la propria lor industrie aeriană, așa proiectarea nanosateliților este acum realizată în multe universități, laboratoare și chiar de către persoane individuale. amatori. În plus, costul unor astfel de dispozitive, asamblate folosind elemente gata făcute, se dovedește a fi extrem de scăzut. Uneori, baza unui design nanosatelit este un telefon mobil obișnuit.
Un smartphone a fost trimis pe orbită din India, folosit ca bază pentru satelitul experimental Strand-1, ca parte a proiectului Sat-Smartphone. Satelitul a fost dezvoltat în Marea Britanie împreună de Universitatea din Surrey Space Center (SSC) și Surrey Satellite Technology (SSTL). Greutatea dispozitivului este de 4,3 kg, dimensiunile 10x10x30 cm.Pe lângă smartphone, dispozitivul conține setul obișnuit de componente de lucru - sisteme de alimentare și control. În prima etapă, satelitul va fi controlat de un computer standard de bord, apoi această funcție va fi preluată complet de smartphone.
Sistemul de operare Android cu o serie de aplicații special dezvoltate permite o serie de experimente. Aplicația iTesa va înregistra valorile câmpului magnetic pe măsură ce satelitul se mișcă. Folosind o altă aplicație, camera încorporată va face poze care vor fi transmise spre publicare pe Facebook și Twitter. Și aceasta este doar o mică parte a programului de cercetare. Misiunea va dura șase luni. Întoarcerea pe Pământ nu este planificată. Cosmonautica nu mai este proprietatea câtorva selectați.
Proiecte de nanosateliți
Cea mai importantă concluzie: tehnologiile militare și spațiale nu mai sunt forța motrice pentru dezvoltarea industriei civile. Dimpotrivă - dezvoltările civile de înaltă tehnologie permit dezvoltarea tehnologiei spațiale militare. Veniturile companiilor producătoare de bunuri de larg consum sunt de multe ori mai mari decât veniturile corporațiilor de apărare. Liderii mondiali în domeniul electronicii pot cheltui miliarde de dolari pentru noi dezvoltări. Și concurența puternică te obligă să faci totul cât mai repede posibil.
Nanosateliții avansează
În 2005, cosmonautul rus Salizhan Sharipov a aruncat pur și simplu primul nanosatelit rusesc TNS-1 în spațiu cu mâna de la Stația Spațială Internațională. Dispozitivul, care cântărește 4,5 kg, a fost creat în doar un an la Institutul Rus de Cercetare a Instrumentării Spațiale folosind banii companiei. Ce este mai exact un satelit? Acesta este un dispozitiv în spațiu!
Ieftinul TNS-1 s-a dovedit a fi aproape gratuit de operat. Nu a avut nevoie de un Centru de control al misiunii, antene uriașe pentru transceiver, analiză de telemetrie și multe altele. Ar putea fi controlat folosind un laptop în timp ce stați pe o bancă din parc. Experimentul a arătat că cu ajutorul comunicațiilor mobile și a internetului este posibil să controlezi un obiect spațial. În plus, 10 noi unități de echipamente au fost supuse testelor de proiectare de zbor. Dacă nu ar fi nanosateliți, aceștia ar trebui testați ca parte a echipamentului de bord al uneia dintre viitoarele nave spațiale. Aceasta este o pierdere de timp și riscuri mari.
TNS-1 a fost o descoperire serioasă. Am putea vorbi despre crearea unor sisteme spațiale tactice la nivelul aproape unui comandant de batalion, precum mici drone tactice. Un dispozitiv ieftin, asamblat în configurația necesară în câteva zile și lansat de o rachetă ușoară dintr-un avion de transport, ar putea arăta comandantului câmpul de luptă, ar putea oferi comunicații și un sistem de control tactic automatizat. O astfel de navă spațială ar putea fi de mare ajutor în timpul unui conflict local din Osetia de Sud și Caucazul de Nord.
Un alt domeniu important este eliminarea consecințelor dezastrelor naturale și provocate de om. Și, de asemenea, avertismentul lor. Nanosateliții ieftini, cu o perioadă de valabilitate de câteva luni, ar putea arăta starea condițiilor de gheață într-o anumită regiune, ar putea păstra înregistrări ale incendiilor forestiere și ar putea monitoriza nivelul apei în timpul inundațiilor. Pentru controlul operațional, nanosateliții pot fi lansați direct peste teritoriul dezastrelor naturale pentru a monitoriza online schimbările situației. Și s-a dovedit că Ministerul Rusiei pentru Situații de Urgență a primit fotografii spațiale cu Krymsk după inundație ca asistență caritabilă din partea Statelor Unite.
În viitor, ar trebui să ne așteptăm la introducerea nanosateliților în sistemele de luptă ale principalelor armate ale lumii, în primul rând ale Statelor Unite. Cel mai probabil, nu o singură utilizare, ci lansarea unor nave spațiale mici în roiuri, care vor include sateliți în diverse scopuri - comunicații, retransmisie, detectarea suprafeței pământului în diferite game de lungimi de undă, contramăsuri electronice, desemnare ținte etc. Acest lucru va extinde semnificativ posibilitățile de a desfășura un război fără contact.
Dacă miniaturizarea se va dovedi a fi una dintre principalele tendințe în dezvoltarea navelor spațiale militare, prognoza pentru o creștere a pieței sateliților militari va eșua. Dimpotrivă, va scădea în termeni monetari. Cu toate acestea, corporațiile aerospațiale vor încerca să nu rateze profituri și să încetinească concurenții de dimensiuni mici. În Rusia acest lucru a fost realizat. Producătorii de sateliți grei au făcut lobby pentru interzicerea de către Institutul de Cercetare a Instrumentelor Spațiale din Rusia de a crea nave spațiale. Abia acum se vorbește din nou despre lansarea nanosatelitului TNS-2, care era gata în urmă cu opt ani.
Nevoia de nave spațiale grele și consumatoare de energie pe orbite joase ale Pământului continuă să scadă. Mai mult, echipamentele de la sol ale utilizatorilor devin din ce în ce mai sensibile și mai economice.
Sateliții grei vor rămâne în mare parte rezervat oamenilor de știință. Telescoapele spațiale, echipamentele de imagistică de înaltă rezoluție și stațiile automate pentru studiul planetelor vor continua să fie fabricate și lansate în interesul întregii omeniri.
Programele naționale vor începe să se concentreze pe nave spațiale mai ieftine, potrivite pentru producția de masă și utilizarea operațională. Exemplul UAV-urilor, care au intrat brusc în sistemele de luptă ale țărilor dezvoltate, convinge clar de acest lucru. Literal, un deceniu a fost suficient pentru ca UAV-urile de atac și recunoaștere să-și ia locul în Forțele Aeriene ale SUA și aliații săi. Nu există nicio îndoială că până în 2020 apariția constelațiilor orbitale se va schimba la fel de radical. Vor apărea roiuri întregi de pico- și nanosateliți.
Acum vorbim deja despre femtosateliți care cântăresc până la 100 g. Dacă computerele sunt reduse la dimensiunea ceasurilor de mână, atunci vor apărea în curând sateliți de o dimensiune similară.
informații