Спутники не станут вечными, но будут летать существенно дольше
Главное управление научно-исследовательской деятельности и технологического сопровождения передовых технологий Минобороны изучает вопрос дистанционной подзарядки космических аппаратов на орбите. В России существуют как минимум два подобных проекта. Первый из них был проведен РКК «Энергия». Специалисты космической фирмы на практике показали, как можно подзарядить мобильный телефон с помощью лазерного луча. В космосе подобное планирует делать Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского. В рамках выставки-форума «Армия-2019» вуз продемонстрировал концептпроект орбитальной группировки спутников-заправщиков, или, точнее, ретрансляторов электрической энергии, получаемой с Земли или генерируемой от солнечного света прямо на орбите, и передачи ее на другие летательные аппараты с помощью лазерного луча.
Внешне это классические летающие тарелки. Как объясняют специалисты, внешний вид будущего аппарата не имеет никакого значения. Большинство современных спутников – это банальные ящики. В верхней и нижней полусферах концепта орбитального заправщика размещаются солнечные батареи и фотоэлектрические модули. Последние нужны для приема лазера с поверхности Земли и его перенацеливания на другие спутники. В приборном модуле аппаратов находятся система управления, аккумуляторы и импульсное зарядное устройство на основе ионистора, или, как его еще называют, суперконденсатора – устройства, представляющего собой промежуточное звено между аккумуляторными батареями и конденсаторами. Они способны мгновенно накапливать электрический ток и так же быстро его расходовать. КПД от преобразования солнечного света и передачи электричества с помощью инфракрасных лазеров и высокоэффективных фотоэлектрических модулей на основе арсенида галлия достигла сегодня 70%, всего несколько лет назад этот показатель не превышал 20%. Так что повод для углубленного изучения вопроса есть.
В Академии Можайского уверены, что использование технологии дистанционной передачи энергии позволит увеличить энерговооруженность спутников, находящихся на теневом участке орбиты, где нет солнечного света, а также в ситуациях, когда запаса электроэнергии не хватит для выполнения целевых задач. Кроме того, она существенно повлияет на саму концепцию построения космических аппаратов. В случае появления «орбитальных заправщиков» создателям спутников можно будет пойти на уменьшение размера солнечных батарей, убрать дополнительные аккумуляторы, а сэкономленные вес и место это позволит использовать под размещение дополнительной полезной нагрузки, объяснили «НВО» специалисты военного вуза.
Член-корреспондент Академии им. Циолковского Андрей Ионин считает, что создание подобных систем – это путь к освоению дальнего космоса.
«Получение, передача энергии, а с ней и больших потоков информации с помощью лазеров – одно из важнейших направлений развития космической науки», – отметил Андрей Ионин в разговоре с «НВО».
Впрочем, что в случае с миссией Х-37В, что с российскими разработками не все так однозначно. Специалисты не скрывают, что в обеих ситуациях с подзарядкой спутников речь идет всего лишь об опытных работах. Поддерживать работоспособность аппарата более пяти-семи лет его службы на орбите сегодня не столь и необходимо. Даже при цене в несколько десятков миллионов долларов владельцу спутника выгоднее вывести на орбиту новый, чем сохранить имеющийся. Тем более что такие компании, как SpaceX и OneWeb, ведут речь о создании многотысячных групп относительно дешевых в плане производства изделий. Илон Маск обещает, что сможет производить до нескольких аппаратов в сутки. Для космической отрасли вещь немыслимая, но, видимо, теперь реальная. Их развертывание должно обеспечить появление глобальной космической информационной сети.
Аналогичный проект есть и у нас. Это «Сфера». Она должна быть развернута в космосе к 2025 году. В рамках работы предполагается создавать аппараты системы связи, дистанционного зондирования Земли, а также сверхтяжелую ракету для их вывода на орбиту. Благодаря этому российская спутниковая группировка вырастит до 600 аппаратов. В нее войдут аппараты глобальной системы интернета вещей «Марафон», широкополосного доступа в интернет «Скиф» и обновленные спутники навигационной системы ГЛОНАСС. Проект одобрен Военно-промышленной комиссией, но из-за масштаба необходимых инвестиций и отсутствия реального понимания возможностей коммерческого использования буксует. Тем не менее существование проектов по сохранению этой группировки на перспективу говорит о том, что космическая наука и энтузиасты, готовые ее развивать, у нас все еще есть.
Дмитрий Литовкин
