Орбитальная спутниковая группировка россии

Спутник Сатурна Титан

Было доказано существование жидкости и атмосферы на спутнике Титан. Ученые выдвинули предположение, что на спутнике вполне могут существовать простейшие формы жизни

, впрочем, это еще необходимо доказать.

Фото спутника Сатурна Титан

Сначала планировалось, что миссия «Кассини»

будет осуществлятьсядо 2008 года , но позже она несколько раз продлевалась. В ближайшем будущем планируются новые совместные миссии американцев и европейцев к Сатурну и его спутникамТитану и Энцеладу .

Основной блок КК «Аполлон».

Как у кораблей «Меркурий» и «Джемини», отсек экипажа КК «Аполлон» имеет форму конуса с теплозащитным экраном из абляционного материала. Парашюты и оборудование для посадки располагаются в носовой части конуса. Три космонавта занимают места рядом друг с другом в специальных креслах, прикрепленных к основанию капсулы. Перед ними находится панель управления. В вершине конуса предусмотрен небольшой тоннель к выходному люку. На противоположной стороне имеется штырь стыковочного узла, который входит в стыковочное отверстие лунной кабины и плотно стягивает их так, чтобы захваты могли обеспечить герметичное соединение двух кораблей. На самом верху корабля установлена система аварийного спасения (более мощная, чем на ракете «Редстоун»), с помощью которой отсек экипажа может быть уведен на безопасное расстояние в случае аварии на старте.

27 января 1967 во время имитационного отсчета времени перед первым пилотируемым полетом случился пожар, в котором погибли три космонавта (В.Гриссом, Э.Уайт и Р.Чаффи).

Основные изменения в конструкции отсека экипажа после пожара заключались в следующем: 1) были введены ограничения на использование горючих материалов; 2) изменен состав атмосферы внутри отсека перед стартом на смесь 60% кислорода и 40% азота (в воздухе при нормальных условиях 20% кислорода и 80% азота), после запуска кабина продувалась, и атмосфера в ней заменялась на чисто кислородную при пониженном давлении (экипаж при этом, находясь в скафандрах, все время пользовался чистым кислородом); 3) добавлен быстро открывающийся аварийный люк, который позволял экипажу покинуть корабль менее чем за 30 с.

Отсек экипажа соединен с цилиндрическим двигательным отсеком, в котором находится маршевая двигательная установка (ДУ), двигатели системы ориентации (СО) и система электропитания (СЭП). ДУ состоит из маршевого ракетного двигателя, двух пар баков горючего и окислителя. Этот двигатель должен использоваться для торможения корабля при переходе на окололунную орбиту и разгона для возвращения на Землю; кроме того, он включается для промежуточных коррекций траектории полета. СО позволяет контролировать положение корабля и маневрировать при стыковке. СЭП обеспечивает корабль электроэнергией и водой (которая образуется при химической реакции между водородом и кислородом в топливных элементах).

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Конструкция, запуск и эксплуатация пилотируемых космических летательных аппаратов, называемых космическими кораблями, намного сложнее, чем беспилотных. Кроме двигательной установки, систем наведения, энергоснабжения и других, имеющихся на автоматических КА, для пилотируемых необходимы дополнительные системы – жизнеобеспечения, ручного управления полетом, бытовые помещения для экипажа и специальное оборудование – для обеспечения возможности нахождения экипажа в космосе и выполнения им необходимой работы. С помощью системы жизнеобеспечения внутри корабля создаются условия, подобные земным: атмосфера, пресная вода для питья, пища, утилизация отходов и комфортный тепло-влажностный режим. Помещения для экипажа требуют специальной планировки и оборудования, поскольку на корабле сохраняются условия невесомости, в которых предметы не удерживаются на своих местах силой тяжести, как это происходит в земных условиях. Все предметы на космическом корабле притягиваются друг к другу, поэтому должны быть предусмотрены специальные устройства крепления и тщательно продуманы правила обращения с жидкостями, начиная от пищевой воды и кончая отходами жизнедеятельности.

Для обеспечения безопасности человека все системы КК должны обладать высокой надежностью. Обычно каждая система дублируется или выполняется в виде двух одинаковых подсистем, с тем чтобы выход из строя одной из них не угрожал жизни экипажа. Электронное оборудование корабля выполняется в виде двух или более комплектов или независимых наборов электронных блоков (модульное резервирование) для обеспечения безопасного возвращения экипажа в случае самых непредвиденных аварийных ситуаций.

Наши задачи

И перед российскими разработчиками космических систем, особенно в нынешних сложных условиях, стоит задача повышения эффективности спутниковых систем в интересах министерства обороны, а также минимизации расходов на космические аппараты за счет создания и широкого применения МКА. Это не просто задача — это вызов, на который мы не имеем права не ответить.

Бурное развитие электроники, технологий, появление новых материалов позволяет сегодня значительно уменьшить массогабаритные и энергетические характеристики систем, применяемых в космической технике, удешевить их. Беда в том, что мы не имеем собственной микроэлектронной базы на уровне мировых образцов. Мы не смогли создать ее в советское время, а теперь у нас еще больше проблем. Именно из-за несовершенной советской электроники мы вынуждены были делать большие и тяжелые спутники, использовать мощные ракеты. Все это приводило к удорожанию космических программ.

Сейчас в мире уже используются микросхемы с топологическими размерами 20–28 нанометров. Это — размер единичного элемента — диода, транзистора. У нас же пока только появились отдельные полупроводниковые производства, способные выпускать микросхемы с 90–180 нм. Запланирован запуск производств уровней 45–65 нм. Как показали исследования, транзисторы в новых пробных кристаллах на основе технологии 65 нм работают в 1,5 раза быстрее, чем выполненные по технологии 90 нм. Энергопотребление при этом снижается более чем в два раза.

КА «Канопус-В»

Вот почему целевая нагрузка многих наших космических аппаратов — иностранного производства. А в случаях, когда такое оборудование изготовлено у нас, зачастую используются импортные комплектующие. Это обстоятельство особенно губительно сейчас, когда против России введены разнообразные санкции.

То есть, перед нами стоит задача не только создания МКА, но, прежде всего, организации изготовления для них соответствующей элементной базы. Достижение такой цели должно обеспечить выполнение программы импортозамещения. Тогда и возможна будет миниатюризация, уменьшение энергопотребления наших МКА. Работа предстоит очень сложная, она требует мобилизации больших ресурсов. Но без этого нам не обойтись.

Работа по импортозамещению идет, продолжаются разработки и МКА. Например, Роскосмос и инновационный заключили соглашение о совместном запуске малых космических аппаратов. Поскольку изготовление МКА будет вестись довольно большими сериями, это позволит обеспечить оптимальную загрузку мощностей космического машиностроения и понизить себестоимость.

В октябре прошлого года в Томской области сформирован консорциум по созданию группировок МКА. В его состав вошли Институт физики прочности материалов СО РАН, ОАО «Межведомственный аналитический им. С.П. Королева, научно-технологический , ОАО «Российские космические системы», Московский авиационный институт, Томский государственный университет, Томский политехнический университет, Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева, ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнева, Технологическая платформа «Легкие и надежные конструкции».

Анализ задач, решаемых МКА, показывает, что одни и те же их функции находятся в сфере интересов различных ведомств, а разные задачи могут быть решены на базе одной и той же информации, но при соответствующей тематической обработке. За счет этого можно минимизировать количество модификаций МКА, оптимизируя состав их информационных комплексов и удовлетворить потребности практически всех потребителей информации. Возможно даже создание единой унифицированной служебной платформы для различных типов МКА. Такой подход даст значительное снижение стоимости разработки и изготовления спутников.

Примечания

1. . ТАСС. Дата обращения 12 декабря 2019.
2.  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
3.  (недоступная ссылка). Дата обращения 9 января 2014.
4.  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
5.  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
6.  (недоступная ссылка). Дата обращения 24 ноября 2014.
7. ↑  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
8. ↑  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
9.  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
10. ↑
11. . www.glonass-iac.ru. Дата обращения 6 января 2020.
12. ↑
13.  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2013.
14. . РИА Новости. Дата обращения 19 ноября 2015.
15. . Журнал «Новости космонавтики» (25.05.2017). Дата обращения 25 мая 2017.
16. . РИА Новости (20200522T1043). Дата обращения 27 мая 2020.
17. ↑

Общая информация

Космический аппарат, одной из основных задач которого является транспортировка людей или оборудования в верхней части земной атмосферы — так называемом, ближнем космосе, называют космическим кораблём (КК) или космическим летательным аппаратом (КЛА).

Области использования космических аппаратов обуславливают их разделение по следующим группам:

• суборбитальные;
• околоземные орбитальные, движущиеся по геоцентрическим орбитам искусственных спутников Земли;
• межпланетные (экспедиционные);
• напланетные.

Принято различать автоматические спутники (ИСЗ) Земли и пилотируемые космические аппараты. К пилотируемым космическим аппаратам, в частности относят все виды пилотируемых космических кораблей (КК) и орбитальных космических станций (ОС). (Несмотря на то, что современные орбитальные станции совершают свой полёт в области ближнего космоса, и формально могут называться «Космическими летательными аппаратами», в сложившейся традиции, их называют «Космическими аппаратами».)

Название «Космический летательный аппарат» иногда также используется для обозначения активных (то есть маневрирующих) ИСЗ, с целью подчёркивания их отличий от пассивных спутников. В большинстве же случаев значения терминов «Космический летательный аппарат» и «Космический аппарат» синонимичны и взаимозаменяемы.

В активно исследуемых в последнее время проектах создания орбитально-гиперзвуковых летательных аппаратов как частей авиационно-космических систем (АКС) часто используют ещё названия воздушно-космический аппарат (ВКА), обозначая космопланы и космолёты АКС, предназначенные для выполнения управляемого полёта, как в безвоздушном космическом пространстве, так и в плотной атмосфере Земли.

В то время как стран, имеющих ИСЗ — несколько десятков, наиболее сложные технологии автоматических возвращаемых и межпланетных КА освоили всего несколько стран — СССР/Россия, США, Китай, Япония, Индия, Европа/ESA. Пилотируемые КК имеют только первые три из них (кроме того, Япония и Европа имеют КА, посещаемые людьми на орбите, в виде модулей и грузовиков МКС). Также только первые три из них имеют технологии перехвата ИСЗ на орбите (хотя Япония и Европа близки к ней ввиду проведения стыковок).

В 2005 году состоялось 55 запусков космических аппаратов (самих аппаратов было больше, так как за один запуск может выводиться несколько аппаратов). На долю России пришлось 26 запусков. Число коммерческих запусков составило 18.

Международная космическая станция

Безопасность

Хамиц отметил, что большое внимание уделено надежности корабля «Орел». «Схемными решениями заложено обеспечение безопасности экипажа при возникновении двух любых критических отказов», — уточнил он

Главный конструктор также сообщил, что тепловая защита возвращаемого аппарата «Орла», в отличие от спускаемого аппарата корабля «Союз», позволяет осуществлять вход в атмосферу со второй космической скоростью, а сам возвращаемый аппарат корабля «Орел» является многоразовым, его предполагается использовать до 10 раз.

«Средства приземления должны обеспечить посадку космического корабля в район радиусом 5-7 км. Этого вполне достаточно для того, чтобы возвращаемый аппарат с экипажем смог штатно приземлиться на территории Российской Федерации», — добавил Хамиц.

Игорь Хамиц был назначен главным конструктором по разработке корабля «Орел» в июне. Ранее этими работами руководил Евгений Микрин, который умер 5 мая после заражения коронавирусом.

Пилотируемый корабль «Орел» строится в РФ для использования в лунной программе, первый полет без экипажа запланирован на 2023 год с космодрома Восточный, а с 2028 года планируется начать на нем полеты на Луну.

К новым рубежам

Не исключено, что в будущих полетах будут применяться улучшенные радиоизотопные генераторы Стирлинга. Они работают по схожему с РИТЭГ принципу, но гораздо более эффективны.

Кроме того, их можно сделать весьма малогабаритными — хотя при этом конструкция дополнительно усложняется.

Для планируемого полета НАСА к Европе, одному из спутников Юпитера, создаются и новые батареи. Они будут способны работать при температурах от -80 до -100 градусов.

А новые литий-ионные аккумуляторы, над которыми сейчас трудятся конструкторы, будут иметь вдвое большую емкость, чем нынешние. С их помощью астронавты смогут, к примеру, провести вдвое больше времени на лунной поверхности, прежде чем возвращаться в корабль для подзарядки.

Image caption

Для обеспечения энергией таких поселений, скорее всего, потребуются новые типы горючего

Конструируются и новые солнечные батареи, которые могли бы эффективно собирать энергию в условиях низкой освещенности и низких температур — это позволит аппаратам на фотоэлектрических панелях улетать дальше от Солнца.

На каком-то этапе НАСА намеревается создать постоянную базу на Марсе — а возможно, и на более удаленных планетах.

Энергетические системы таких поселений должны быть намного более мощными, чем используемые в космосе сейчас, и рассчитанными на гораздо более длительную эксплуатацию.

На Луне много гелия-3 — этот изотоп редко встречается на Земле и является идеальным топливом для термоядерных электростанций. Однако пока не удалось добиться достаточной стабильности термоядерного синтеза для того, чтобы применять этот источник энергии в космических кораблях.

Кроме того, существующие на сегодняшний термоядерные реакторы занимают площадь самолетного ангара, и в таком виде использовать их для космических полетов невозможно.

А можно ли применять обычные ядерные реакторы — особенно в аппаратах с электрическими движителями и в планируемых миссиях к Луне и к Марсу?

Для колонии в таком случае не придется вести отдельный источник электричества — в его роли сможет выступить корабельный реактор.

Для длительных полетов, возможно, будут применяться атомно-электрические движители.

«Аппарату Миссии по отклонению астероидов нужны большие солнечные панели, чтобы он обладал достаточным запасом электрической энергии для маневров вокруг астероида, — говорит Сурампуди. — В настоящее время мы рассматриваем вариант солнечно-электрического движителя, но атомно-электрический обошелся бы дешевле».

Однако в ближайшее время мы вряд ли увидим космические корабли на ядерной энергии.

«Эта технология пока недостаточно отработанная. Мы должны быть абсолютно уверены в ее безопасности, прежде чем запускать такой аппарат в космос», — объясняет специалист.

Чтобы удостовериться в том, что реактор способен выдержать жесткие нагрузки космического полета, нужны дополнительные тщательные испытания.

Все эти перспективные энергетические системы позволят космическим аппаратам работать дольше и улетать на большие расстояния — но пока они находятся на ранних стадиях разработки.

Когда испытания будут успешно закончены, такие системы станут обязательной составляющей полетов на Марс — и еще дальше.