Новые технологии освоения космоса

МСУ представляют собой сложнейшие оптико-механические электронные комплексы для новейших отечественных спутников ДЗЗ серий «Метеор», «Океан», «Обзор-О», «Электро», «Арктика» и «Арктика-МП». С их помощью эти космические аппараты смогут получать изображения поверхности планеты сразу в нескольких спектрах, решая разнообразные задачи климатического и экологического мониторинга – от гидрометеорологических наблюдений до контроля за распространением пожаров, состоянием почвы и водоемов.

Наращивание производства МСУ проводится на фоне технического перевооружения производства РКС, предусмотренного «Федеральной космической программой России на 2016-2025 годы». Общая стоимость инвестпроекта по реконструкции производства МСУ составит около одного миллиарда рублей, из которых более 10% придется на собственные средства «Российских космических систем».

Генеральный директор РКС Андрей ТЮЛИН: «В 2014-2015 годах нам удалось оптимизировать производственные и организационные процессы и выйти по результатам 2015 года в прибыль – ее мы планируем инвестировать в работу наших конструкторов и модернизацию производства. Это долгосрочная стратегия, которая в перспективе позволит России увеличить долю на мировом рынке полезной нагрузки для космических аппаратов».

По оценкам экспертов, объем рынка полезной нагрузки для космических аппаратов в ближайшие 20 лет превысит 250 млрд долларов. РКС может предложить потенциальным партнерам уникальные продукты, которые производят единицы компаний в мире. При этом стоимость российских изделий в десятки раз ниже, чем зарубежных аналогов.

Внедрение новых технологий производства сделает российские сканирующие устройства более конкурентоспособными: себестоимость одного прибора будет снижена на 7%, а количество одновременно создаваемых устройств будет увеличено более чем втрое. Цикл производства одного МСУ при этом будет сокращен с полутора лет до одного года.

Главный конструктор МСУ Юрий ГЕКТИН: «Высокие требования к технологии сборки оптических узлов МСУ и к его функциональным характеристикам предполагают соблюдение жестких стандартов по чистоте и температурно-влажностному режиму в производственных помещениях. Необходимые радиометрические точности получаемой прибором информации достигаются с помощью специализированного стендового оборудования, аттестованного организациями Госстандарта, и производства МСУ в помещениях не ниже класса 8 ISO по чистоте».

Для производства МСУ организуется специализированный участок, оборудованный электронными микроскопами, координатно-измерительной машиной, климатическими камерами и прессом для установки подшипников, а также специальными системами хранения.

Директор завода ракетно-космического приборостроения «Российских космических систем» Виталий ТОЛМАЧЕВ: «При реконструкции производства МСУ количество станков уменьшится, но существенно возрастут их качественные характеристики – новое оборудование сократит сроки изготовления деталей. Мы также ожидаем сокращения времени на технологическую подготовку на 10–12%».

Специалисты РКС разработали и производят девять модификаций МСУ. Сегодня на орбите успешно эксплуатируются многозональное сканирующее устройство малого разрешения (МСУ-МР) для космического аппарата «Метеор-М» №1, «Метеор-М» №2 и многозональное сканирующее устройство для космического аппарата геостационарной орбиты (МСУ-ГС) «Электро-Л». В рамках «Федеральной космической программы России на 2016-2025 годы» планируется выпустить 32 МСУ различных модификаций.

Целью "комплексных исследований и научно-технического обоснования использования перспективных технологий в системе ГЛОНАСС" является расширение областей применения навигационной системы, в частности, ее использование в условиях городской застройки и закрытых помещений, гор и каньонов, под землей, под водой и в космосе.

"Создание непосредственной радионавигации подводных и подземных объектов на основе непосредственно сигналов ГЛОНАСС представляет для существующих диапазонов сигнала неразрешимую техническую задачу", - отмечается в пояснении к тендерной документации.

Поэтому для навигации под землей предлагается совмещать данные глобальных навигационных систем с инерциальными датчиками и специальными радиомаяками.

Навигацию под водой предполагается обеспечивать применением ГЛОНАСС совместно с наземными радионавигационными средствами, гидроакустическими и лазерными средствами передачи данных. В частности, планируется задействовать спутники, чей сигнал в определенных диапазонах может проходить на глубину до 200 метров, указывается в документе.

В космосе сигналы ГЛОНАСС в перспективе могут использовать телекоммуникационные, метеорологические и научные спутники, а также пилотируемые корабли, полагают в Роскосмосе.http://www.sxnarod.com/cat/images/none.gif

"Если на первом этапе осуществления лунных и межпланетных программ представляется достаточным использование существующего российского наземного радиотехнического комплекса, обеспечивающего связь и навигацию для одиночных полетов автоматических аппаратов к Луне и в дальний космос, то на этапе широкомасштабного освоения Луны, Марса и изучения других тел Солнечной системы потребуется существенное расширение спектра решаемых задач и инструментальной базы в целях надежной и качественной информационно-навигационной поддержки пилотируемых миссий", - говорится в документе.

Организаторами этой тренировки выступили NASA и Федеральное агентство США по чрезвычайным ситуациям (FEMA), уточнила пресс-служба. В ней также принял участие Пентагон в лице американских военно-воздушных сил, национальные лаборатории США - крупные государственные научно- технологические центры, входящие в структуру Министерства энергетики и занимающиеся в числе прочего созданием ядерного оружия, ряд других организаций и власти штата Калифорния. Именно на его территории, в городке Эль-Сегундо, 25 октября состоялись учения.

Согласно их сценарию, просчитывались действия, которые нужно будет предпринимать в связи со столкновением 20 сентября 2020 года с нашей планетой астероида размером предположительно 100 м на 250 м. Вероятность его падения на Землю якобы изначально считали равной 2%. Однако, в мае 2017 года, по легенде учений, эксперты поймут, что столкновение этого небесного тела с нашей планетой является неизбежным. К ноябрю 2017 года специалисты, как предполагал сценарий учений, определят, что астероид рухнет либо в южной части Калифорнии, либо недалеко от ее побережья в Тихом океане.

Американские власти отрабатывали план мероприятий, необходимых для осуществления массовой эвакуации населения в Лос-Анджелесе и его окрестностях, то есть, порядка 13 млн человек. Этот вариант действий был выбран по причине предполагаемой нехватки времени на реализацию какой-либо миссии с целью уничтожения астероида или изменения его траектории для предотвращения столкновения с Землей. На учениях не только изучались модели, прогнозирующие последствия описанного катаклизма, но и составлялись планы опровержения всевозможных слухов и не соответствующей действительности информации, которые, видимо, при таком развитии событий могут стать серьезным фактором воздействия на общественное мнение.

Новый руководитель научного директората NASA Томас Цурбухэн, являющийся американцем швейцарского происхождения, предупредил, что угроза катастрофы, подобной рассматривавшейся на учениях, достаточно реальна и ставит вопрос о том, "когда мы будем принимать меры в такой ситуации, а не о том, придется ли нам вообще этим заниматься". В свою очередь руководитель FEMA Крейг Фьюгейт выразил уверенность, что властям "критически важно отрабатывать сценарии на случай таких катастроф, вероятность которых мала, а последствия которых значительны". По словам NASA, нынешние учения стали уже третьими по счету данного рода с участием космического ведомства США и FEMA.

"Подготовлена пятилетняя программа проведения изоляционных экспериментов. С NASA уже подписано соглашение", — сказал он.

Первый эксперимент в рамках идеологии создания Международного центра по обеспечению межпланетных полетов пройдет осенью 2017 года, отметил Орлов. По его словам, комплекс международного центра будет введен в эксплуатацию в ближайшее время.

ИМБП представил презентацию проекта, в рамках которого до 2021 года планирует провести несколько экспериментов наземной изоляции продолжительностью от нескольких недель до года.

Крупнейшим изоляционным экспериментом, который Россия провела совместно с Европейским космическим агентством, стал "Марс-500". Во время третьего этапа проекта, который имитировал полет на Марс, шесть добровольцев провели в специальном комплексе 519 дней. Эксперимент успешно завершился в ноябре 2011 года.

"Политика Трампа в космической сфере привнесет реальные изменения в нашу жизнь. Америка должна вернуть себе глобальное космическое лидерство и создать технологии и рабочие места, которые бы обеспечили это первенство и закрепили за США место в 21 веке", – заявил бывший конгрессмен Роберт Уолкер (Robert Walker), советник Трампа по вопросам космической политики.

Как отметил Р.Уолкер, Трамп и его политическая команда выразили желание разработать космическую политику относительно недавно, буквально несколько недель назад. До этого бывший кандидат в президенты не проявлял интереса к проблемам изучения и освоения космоса, за исключением нескольких фраз на предвыборных выступлениях, в которых он выразил свое уважение к NASA.

В соответствии с программой, изложенной Уолкером, администрация Трампа воссоздаст Национальный совет по космосу, распущенный Биллом Клинтоном, который будет возглавлять вице-президент Майкл Пенс и который будет координировать все космические проекты США. Главной целью этих проектов будет, по словам советника Трампа, "освоение всей Солнечной системы человеком к концу столетия", а первым шагом к реализации указанных планов послужит создание технологий для пилотируемого полета на Марс. Кроме того, Уолкер не исключил вероятности возвращения NASA на Луну, что он лично считает "жизненно необходимым" для развития космической индустрии США и началом полета к Марсу.

Соответственно, бюджет NASA будет реструктурирован таким образом, что приоритетное финансирование получат проекты, связанные с изучением дальнего космоса, а не с климатическими исследованиями и дистанционным зондированием Земли. Часть текущих миссий NASA в этих областях, по словам Уолкера, будет передана на баланс и в руки Национального управления по океанам и атмосфере NOAA.

Смещение фокуса на дальний космос и пилотируемую космонавтику будет означать, что освоение низкой земной орбиты и все формы активности в околоземном космосе будут постепенно передаваться в руки частных космических компаний. В частности, Уолкер заявил, что администрация Трампа рассмотрит возможность передачи МКС в частные руки после того, как закончатся текущие сроки финансирования миссии. Кроме того, он не исключил возможности того, что к поддержке станции может подключиться Китай, сотрудничество с которым в космосе сейчас запрещено для NASA на законодательном уровне.

Несмотря на все эти радужные перспективы, Р.Уолкер усомнился в возможности значительного расширения бюджета NASA. По его словам, всем государственным ведомствам США, которые занимаются изучением космоса, придется сосредоточить все усилия для того, чтобы реализовать данную программу. С другой стороны, если в администрации Трампа будет работать Ньют Гингрич (Newt Gingrich), известный энтузиаст космоса в рядах республиканской партии, считавшийся в октябре одним из претендентов на роль следующего главы NASA при Трампе, можно ожидать, что ассигнования на космос все же могут быть увеличены за счет сокращений в других частях бюджета.

"РКК "Энергия" в кооперации с Центральным научно-исследовательским институтом робототехники и технической кибернетики и Научно-производственным объединением "Андроидная техника" выиграла конкурс и начинает выполнение опытно-конструкторской работы по созданию робота космического назначения для перспективных космических объектов", — говорится в сообщении.

Комплекс, создаваемый в рамках опытно-конструкторской работы "Косморобот", включает в себя непосредственно мобильного робота, пульты управления, средства интеграции и наземный сегмент. Опытная эксплуатация комплекса запланирована с 2020 по 2024 год в составе Научно-энергетического модуля (НЭМ) российского сегмента Международной космической станции (МКС).

"Это не просто проект, это часть идеологии, которая ляжет в основу развития робототехники в интересах космоса. Я думаю, что в перспективе роботы будут обслуживать автоматические космические аппараты и работать на поверхности Луны и в дальнем космосе", — приведены в сообщении слова гендиректора РКК "Энергия" Владимира Солнцева.

Согласно сообщению, "Косморобот" сможет перемещаться по внешним поручням НЭМ, переносить грузы и выполнять различные операции, в том числе устанавливать и снимать оборудование, соединять электрические кабели, осматривать через телекамеры внешнюю поверхности модуля. Робот также будет помогать космонавтам во время выходов в открытый космос.

НЭМ предназначен для обеспечения российского сегмента МКС электроэнергией, расширения базы научных экспериментов, улучшения условий обитания космонавтов и обеспечения станции дополнительными средствами управления и станет одним из основных модулей российской перспективной орбитальной станции, если она начнет свой самостоятельный полет после завершения эксплуатации МКС, запланированного на 2024 год. НЭМ может быть дооснащен всем необходимым оборудованием: независимой системой управления, безрасходной системой поддержания ориентации на гиродинах, каютами экипажа, перспективными элементами системы обеспечения жизнедеятельности.

РКК "Энергия" была образована в 1946 году. Сегодня это головная организация по пилотируемым космическим системам в России. Ведет работы по созданию автоматических космических и ракетных систем (средств выведения и межорбитальной транспортировки), высокотехнологичных систем различного назначения для использования в некосмических сферах.

Профинансировать ее создание предлагается как государственным, так и коммерческим заказчикам. "В настоящее время идет поиск и согласование источников финансирования", - пояснил Кирилин.

При этом он не исключил и международного участия в создании ракеты, а также пусков "Союза-2ЛК" не только с российских космодромов, но и с французского Куру, откуда сейчас летают отечественные "Союзы-СТ". "Мы открыты для любого сотрудничества с нашими французскими партнерами и будем предлагать ракету-носитель "Союз-2ЛК" на международном рынке", - добавил глава РКЦ "Прогресс".

Вместе с тем Кирилин выразил сомнение в том, что французскую компанию Arianespace заинтересует российская легкая ракета при наличии европейской ракеты-носителя легкого класса "Вега". "Сегодня эта ниша занята", - сказал гендиректор предприятия.

Однако он уверен, что в связи с ростом тенденции на создание и запуски малых космических аппаратов у новой легкой ракеты "Союз-2ЛК" возникают большие перспективы на рынке пусковых услуг.

"Легкая ракета-носитель "Союз-2ЛК" предназначена для выведения большой номенклатуры спутников соответствующего класса. Это могут быть космические аппараты различного назначения: дистанционного зондирования Земли, метеорологические и другие. Имеется определенный рынок таких аппаратов и соответственно потребность в их выведении", - отметил Кирилин.

При этом стоимость пуска новой ракеты будет значительно ниже, чем у ее базовой версии "Союз-2". "По предварительным оценкам, "Союз-2ЛК" может быть дешевле базовой ракеты примерно на 25-40%", - уточнил он.

"Союз-2ЛК" - новая инициативная разработка РКЦ "Прогресс". Она представляет собой две первые ступени ракеты "Союз-2" с установленным на них в качестве третьей ступени разгонным блоком "Фрегат".

Грузоподъемность новой ракеты-носителя на солнечно- синхронную орбиту составит от 2 до 3,85 тонны в зависимости от космодрома, с которого будет запускаться ракета.

"В настоящее время выпущена инженерная записка по этой ракете-носителю, в которой приведены основные технические решения и характеристики нового носителя", - сообщил Кирилин.

По словам главы РКЦ "Прогресс", замена третьей ступени ракет семейства "Союз-2", на "Фрегат" позволит повысить экономическую эффективность пуска при выводе на орбиту сразу нескольких небольших спутников, поскольку новый разгонный блок обладает функцией многократного включения двигательной установки.

"Для вывода на орбиту многих спутников необходимо многократное включение разгонного блока, и в случае запуска небольшого космического аппарата или нескольких небольших космических аппаратов экономически эффективнее использовать разгонный блок "Фрегат" вместо третьей ступени ракеты- носителя "Союз-2", - объяснил Кирилин.

Несмотря на то, что по своим характеристикам новая ракета схожа с входящим с ней в одно семейство "Союзом-2.1в", глава предприятия не считает, что они будут конкурировать между собой.

"Ракета-носитель "Союз-2ЛК" на сегодня находится в начальной стадии разработки. Соответственно, в ближайшие годы речь о конкуренции с ракетой-носителем "Союз-2.1в" не идет. Количество космических аппаратов, которые могут быть запущены ракетой-носителем легкого класса, значительно превышает частоту запусков ракеты-носителя "Союз-2.1в", - пояснил он.

Новая ракета - не первое предложение РКЦ "Прогресс" по использованию имеющегося на предприятии задела для создания новой ракетной техники.

Наиболее известными являются проекты ракеты "Союз-2.3" повышенной грузоподъемности и "Союз-5", летающий на сжиженном природном газе.

По словам Кирилина, работы по "Союзу-2.3" прекращены, а для продолжения разработки "Союза-5" предприятие ищет инвесторов.

"Мы ведем работы по созданию ракеты-носителя "Союз-5", выпущен эскизный проект, дополнение к эскизному проекту, идет поиск и согласование возможных источников финансирования", - добавил глава предприятия.

Предприятие уже приступило к изготовлению трансформируемых антенных устройств для малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) "Кондор-ФКА". Новая российская технология сделает наблюдение за Землей из космоса экономически более эффективным, удешевив производство и эксплуатацию перспективных космических систем.

Точность антенной системы для аппарата "Кондор-ФКА" сопоставима с точностью радиолокаторов на основе активной фазированной антенной решетки – АФАР. За сутки при помощи нашей антенны аппарат сможет получать высокодетальное изображение 600 тысяч квадратных километров земной поверхности и обследовать в обзорном режиме более 1,6 миллионов квадратных километров.

Антенна состоит из облучающего устройства, волноводного тракта и трансформируемого рефлектора. Облучающее устройство обеспечивает электронное управление диаграммой направленности, за счет чего радиолокатор с синтезированной апертурой может работать в различных режимах обзора.

Конструкция рефлектора позволяет компактно разместить его в сложенном состоянии под обтекателем ракеты-носителя. После вывода спутника на орбиту рефлектор раскрывается, образуя правильный шестиугольник размером шесть на семь метров, увеличиваясь в объеме в 100 раз.

В качестве силового каркаса рефлектора используется трансформируемая ферменная конструкция параболоидной формы, на которой закреплено металлическое сетеполотно, образующее радиоотражающую поверхность. Такая технология ферменных конструкций позволяет создавать рефлекторы космических антенн, имеющих одинаковую точность поверхности по всей площади. Рефлекторы различных форм, профилей и размеров необходимы для перспективных систем ДЗЗ, а также для других космических систем, где важны небольшой вес, низкая стоимость и высокая экономическая эффективность, передает РИА Новости.

По словам Шустова, в ближайшие два года специалисты должны разработать проект системы: выработать предложения по совершенствованию обнаружения и слежения за астероидами и кометами, а также околоземным космическим мусором. "Проблема космического мусора - это довольно серьезная угроза. Она более серьезная, чем астероиды и кометы, потому что мусор мешает космической деятельности ежедневно", - пояснил он.

После завершения теоретической части специалисты приступят к изготовлению инструментов наблюдения за космическими угрозами. "В первую очередь нужно дооснастить широкоугольный телескоп диаметром 1,6 метра обсерватории "Монды" под Иркутском крупным детектором взамен того, который на нем установлен сейчас. Это позволит российскому телескопу встать в один ряд с американскими телескопами Pan-STARRS", - рассказал Шустов.

После развертывания общенациональной структуры Россия сможет рассчитывать на полноправное членство в Международной сети предупреждения об астероидной опасности (International Asteroid Warning Network). "Мы делаем эту систему с прицелом на то, что она станет частью международной сети и Россия войдет в организацию не как проситель информации, а как полноправный участник со своим весомым вкладом, чей голос будет учитываться в определении общих правил", - рассказал ученый.

В 2015 году Совет РАН по космосу рекомендовал Институту астрономии РАН совместно с Институтом прикладной математики, Институтом солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН, Институтом прикладной астрономии РАЕ, Специальной астрофизической обсерваторией РАН, Пулковской обсерваторией и Государственным астрономическим институтом астрономии Штенберга проработать и представить предложения по консолидированному участию российских научных организаций в международной сети предупреждения об опасных объектах на основе российских оптических и радиотехнических средств.

Шустов тогда высказался за передачу координации работы общероссийской службы предупреждения об опасных космических объектах Роскосмосу, как это сделано в США или в Европе, где этими вопросами занимаются, соответственно, НАСА и ЕКА.

В отличие от создаваемых в мире аналогов, концепция российского микроробота на основе разработанной платформы сможет перемещаться по шершавым, ступенчатым и наклонным поверхностям.

Как пояснил ведущий научный сотрудник сектора микромеханики РКС Дмитрий Козлов, дальнейшие исследования разработанных робототехнических устройств предполагается вести в направлении создания биоморфных систем.

"Мы внимательно изучаем движения животных и строение их конечностей (например, семейства гекконовых ящериц) и используем эти данные при моделировании различных аспектов работы устройства, в том числе в невесомости – характер движения "ножек", свойства ворсистого адгезионного покрытия на них, а также модель сил, действующих на платформу", — сказал он.

Для передвижения микроробот задействует не менее восьми "ножек" со специальным адгезионным покрытием, позволяющим ему в невесомости "прилипать" к поверхностям. Каждая из "ножек" имеет "ступню", которая может менять угол во время движения. Благодаря этой особенности он может перемещаться по различным поверхностям. В более сложном варианте на "ступне" предполагается создание дополнительного массива из "ножек" меньшего размера.

Как уточнил руководитель сектора микромеханики РКС Игорь Смирнов, вся подвижная платформа – это одна многослойная деталь, технология производства которой похожа на изготовление микросхемы.

"Это единый технологический процесс без сборочных операций. В основе устройства всего два материала – кремний и полиимид, которые мы получаем от российских поставщиков", — уточнил Смирнов.

Высокая технологичность производства созданной в РКС платформы позволяет использовать известные методы производства микроэлектронных устройств и существенно упрощает изготовление по сравнению с существующими зарубежными аналогами.

На кремниевой пластине групповым методом с помощью фотолитографии, напыления и анизотропного травления одновременно изготавливаются несколько десятков подвижных платформ микророботов. Такой подход позволяет при серийном производстве путем увеличения размера пластины и использования высокопроизводительного оборудования выпускать подобные устройства сотнями.