Орбита нового поколения
Как наступает вторая космическая эра
Космическая отрасль вступает в очередной технологический цикл. Если в первой космической гонке результатом считался сам факт вывода человека или аппарата за пределы атмосферы, то теперь многоразовые ракеты, группировки малых спутников, орбитальные роботы и ядерные энергетические установки меняют архитектуру космической отрасли. Россия сохраняет сильные позиции в двигателестроении и пилотируемой космонавтике, но этого недостаточно: следующим этапом должно стать создание серийных космических систем.
От уникальных единиц к типовым группировкам
Мировая аэрокосмическая отрасль сформировала новые тренды. Спутник перестает быть единичным сложным изделием и становится элементом группировки, а ракета из одноразового носителя превращается в транспортную систему. Автономный космический аппарат должен не просто выполнять команды с Земли, а самостоятельно находить объект, сближаться с ним и проводить операции. Двигатели, использующие химическое топливо, исчерпали свои возможности, для освоения дальнего космоса их уже недостаточно.
Для России эти тренды означают смену инженерных приоритетов. Страна по-прежнему обладает компетенциями, которые формировались еще советской космической программой, однако теперь их необходимо соединить с технологиями серийного производства, искусственным интеллектом, микроэлектроникой и новыми энергетическими установками.
«Сейчас происходят примерно такие же изменения, как в 1960‑е годы, когда создавалась космическая техника. Только теперь это связано прежде всего с развитием информационных технологий и искусственного интеллекта», — считает историк космонавтики Александр Железняков.
Один из наиболее заметных сдвигов в мировой космонавтике — переход от крупных и дорогих спутников к большим группировкам сравнительно небольших аппаратов. Еще несколько лет назад «Роскосмос», Росгидромет и МГУ начали прорабатывать систему мониторинга погоды на базе микроаппаратов формата CubeSat. Использовались спутники массой около 5 кг с миниатюрными приборами для контроля радиации и ультрафиолетовых явлений. Полученные результаты подтвердили возможность использования малых аппаратов для прикладных задач.
По мнению руководителя Центра авиационнокосмических технологий Фонда перспективных исследований Яна Чибисова, низкоорбитальные многоспутниковые системы сегодня относятся к тем направлениям, где от экспериментальных разработок уже можно переходить к созданию реальных систем и продуктов. В первую очередь речь идет о низкоорбитальных системах широкополосной связи. Та же логика просматривается в дистанционном зондировании Земли. Малоразмерные аппараты уже позволяют получать изображения с высоким разрешением, а сама отрасль уже не ограничивается производством отдельных спутников, а постепенно превращается в информационную инфраструктуру, где важны обработка, хранение и передача больших объемов данных.
Показательный пример — частный проект группировки «Гонец-МК». Новосибирское ОКБ «Пятое поколение» совместно с «Роскосмосом» и «Спутниковой системой “Гонец”» планировало перейти от единичных аппаратов к массовой группировке малых спутников для интернета вещей. В планах выпуск до 1 тыс. аппаратов к 2030 году. Предполагалось использовать группировку для постоянной передачи данных от датчиков, метеостанций, беспилотной техники и других устройств в районах, где отсутствует наземная связь. В этом примере важно изменение модели работы. Если раньше можно было несколько лет создавать один аппарат, то для группировки из десятков или сотен спутников такой подход становится экономически бессмысленным.
Цена отрыва от земли
Многоспутниковые системы требуют недорогого запуска в космос. «Экономика начинается с логистики. Стоимость запусков ограничивает освоение космоса для всего человечества», — говорит Ян Чибисов. По его мнению, для снижения стоимости доступа на орбиту необходимо развивать многоразовые транспортные космические системы и дешевые малогабаритные ракеты сверхлегкого класса.
Уровень технологической готовности российских разработок, считает Ян Чибисов, позволяет переходить к созданию ракет-носителей сверхлегкого класса. При этом ключевым элементом любой транспортной системы остается двигатель. «Для российских перспективных сверхмалых ракет-носителей маршевые двигатели еще только создаются», — говорит он.
Снижение стоимости запуска способно вызвать цепную реакцию во всей отрасли. «Повышение трафика на околоземные орбиты за счет снижения стоимости “билета” в космос даст толчок развитию всей космической отрасли — это верно не только для нашей страны, это общемировая экономическая логика», — считает Чибисов.