Astroscale и Momentus анонсировали совместное участие в инициативе NASA по продлению миссии телескопа Hubble

Как стало известно, 9 мая этого года компании Astroscale и Momentus совместно представили NASA свое предложение в рамках инициативы по сбору информации, открытой космическим агентством в декабре прошлого года. Эта инициатива предполагает изучение заявок от представителей космической индустрии на тему демонстрации коммерческих возможностей по поднятию орбит спутников, используя космический телескоп Hubble в качестве примера. Она была начата спустя три месяца после анонса соглашения между NASA и компанией SpaceX об изучении возможности поднятия орбиты телескопа космическим кораблем Crew Dragon.

Представители NASA 12 мая сообщили порталу SpaceNews что в рамках инициативы уже принято 8 заявок, однако никаких подробностей об остальных участниках и их предложениях пока нет.

Прежде чем говорить о предложенной Astroscale и Momentus миссии, давайте для начала разберемся, что это вообще за компании:

Эта японская частная космическая компания была основана в 2013 году в Сингапуре предпринимателем Митсунобу Окада, ранее работавшим в японском Министерстве финансов, консалтинге и IT. Согласно официальной версии идея создать компанию, занимающуюся проблемой космического мусора, пришла ему во время академической конференции, проходившей в Германии в апреле 2013 года. Тема космического мусора была одной из самых обсуждаемых на этом мероприятии, однако никто не смог предложить конкретных решений и планов, что по словам предпринимателя и сподвигло его на создание компании, что он и сделал через десять дней после конференции.

Через два года, в феврале 2015 года компании удалось получить 7,7 млн долларов венчурного финансирования, которые пошли на создание научно-исследовательского центра и штаб-квартиры в Токио. С тех пор компания привлекла дополнительные инвестиции, получила гранты от правительства нескольких стран и открыла отделения, исследовательские центры и станции слежения и управления в Великобритании, США, Израиле и Сингапуре.

Первый аппарат компании, кубсат IDEA OSG1 - In-situ Debris Environment Analysis OSG1, предназначенный для исследования и измерения обломков размером менее миллиметра на низкой околоземной орбите был запущен 28 ноября 2017 года на российской ракете Союз-2.1б в качестве дополнительной полезной нагрузки с метеорологическим спутником Метеор-М №2.1. Однако из-за программной ошибки разгонного блока Фрегат, связанной со сменой места запуска с Байконура на Восточный, запуск закончился потерей метеоспутника и 18 коммерческих спутников.

22 марта 2021 года ракетой Союз-2.1а с космодрома Байконур были запущены 38 спутников из 18 различных стран, среди которых был второй аппарат Astroscale - ELSA-d - End-of-Life Services by Astroscale demonstration.

ELSA-d состоит из двух спутников: Servicer - сервисного аппарата массой 184 кг, на котором расположены навигационные системы, датчики сближения, маневровые двигатели и магнитный стыковочный механизм и Client - спутника-мишени массой 16 кг с ферромагнитной пластиной для захвата. После вывода на орбиту аппараты должны были разделится для осуществления эксперимента по обнаружению цели, анализа положения, сближения и нескольких попыток стыковки в условиях стабильного положения цели и условиях, когда целевой аппарат находится в состоянии неконтролируемого вращения.

Первый тест по разделению и стыковке был успешно осуществлен в августе 2021 года, когда сразу после разделения отошедший на несколько сантиметров спутник-мишень был снова захвачен сервисным аппаратом. Это подтвердило работоспособность ключевых систем, в частности магнитного захвата.

Однако после этого миссия столкнулась с проблемами, когда в январе 2022 года перед очередным тестом на сервисном аппарате отказали 4 из 8 двигателей, разработанных шведской компанией ECAPS и использующих новое безопасное топливо LMP-103S вместо традиционных для индустрии решений на базе высокотоксичного гидразина.

Несмотря на это Astroscale смогли в последствии продемонстрировать успешное обнаружение и сближение, когда сервисный аппарат приблизился на расстояние 159 метров к мишени, изначально удалившейся на дистанцию в 1700 км.

В этом году планируется к запуску на ракете Electron фирмы RocketLab следующая миссия компании: ADRAS - Active Debris Removal by Astroscale, в рамках проекта японского космического агентства JAXA.

Аппарат-инспектор ADRAS-J должен будет сблизиться с отработанной верхней ступенью японской ракеты и провести ее обследование в рамках первой из двух миссий по коммерческому удалению мусора агентства JAXA. В рамках второй фазы, целью которой является разработка решения для свода с орбиты крупных объектов космического мусора JAXA также заключила с Astroscale контракт на осуществление наземных тестов необходимого оборудования и разработку проекта миссии.

Помимо этого у Astroscale уже есть контракты на демонстрационную миссию по своду с орбиты спутника для европейского агентства ESA в 2024 году, контракт от космических сил США Space Force по изучению орбитального обслуживания, а также контракт на сведения с орбиты двух неработающих британских спутников в 2026 году, после захвата роботизированным манипулятором.

Как мы видим Astroscale это весьма серьезный игрок на рынке орбитального обслуживания и космического мусора. У них имеется собственная наземная инфраструктура, разработки, большое количество международных партнеров среди которых такие имена как Mitsubishi, Thales Alenia и Ratheon, а главное уже имеется важный практический опыт по обнаружению и сближению с целями на орбите - важным элементам подобных миссий.

Эта компания была основана в 2017 году в Калифорнии россиянами - Михаилом Кокоричем - бывшим владельцем частной российской компании Даурия и Львом Хасисом, на тот момент зампредом правительства Сбербанка. С 2021 года ее возглавляет бывший заместитель главы Пентагона Джон Роод, Михаилу Кокоричу пришлось отказаться от управляющих должностей в компании из-за своего российского гражданства, что вызывало проблемы с американским законодательством, так как многие космические технологии считаются продуктами двойного назначения.

Главным продуктом компании являются космические буксиры Vigoride, оборудованные перспективными плазменными двигателями MET - Microwave Electrothermal Thruster, которые работают за счет нагрева дистиллированной воды до состояния плазмы микроволновым излучением. По заявлениям компании эта технология позволяет достичь большей эффективности чем химические ракетные двигатели, большей тяги чем другие электрические двигатели, при этом с водой в качестве рабочего тела экономична, а также безопасна и легка в обслуживании. Также в будущем планируется разработка дозаправки буксиров на орбите.

Такой буксир позволяет осуществлять довыведение малых аппаратов заказчиков на целевые орбиты во время запусков типа rideshare. Такие запуски экономически выгодны, но для небольших аппаратов часто накладывают ограничения по сроку службы, поскольку вынуждают к компромиссам по поводу орбит. Использование тягача с высокоэффективной двигательной системой позволяет гораздо более широкий диапазон орбит для малых спутников, чем просто выведение верхней ступенью ракеты.

Первый буксир компании Momentus был запущен 25 мая 2022 на ракете Falcon 9 во время миссии Transporter-5. В качестве полезной нагрузки на буксире было 9 малых спутников от 3 различных клиентов. Миссия столкнулась с целым рядом проблем, в частности аппарату не удалось развернуть солнечные панели, что в свою очередь вызвало проблемы с питанием и связью. Часть спутников успешно отделилась от тягача, но в целом миссия окончилась неудачей.

Вторая миссия Vigoride-5 была запущена 3 января 2023 года на миссии Transporter-6 компании SpaceX. Из полезных нагрузок на буксире были сингапурский спутник ZEUS-1 и закрепленный эксперимент по солнечной энергетике Калифорнийского технологического института SSPD-1. В марте компания успешно испытала в космосе плазменные двигатели MET, а 8 мая объявила об успешном поднятии орбиты, что подтвердило практическую работоспособность двигательной установки. Ожидается что аппарат будет находится в космосе 7 месяцев с момента запуска, после чего осуществит маневр торможения для ускорения входа в атмосферу.

15 апреля на миссии Transporter-7 был запущен Vigoride-6 с двумя спутниками NASA, 4 спутниками других клиентов из Италии, Венгрии, Дании и Тайваня. Также на борту закреплены эксперимент из Италии и прототип новых гибких солнечных панелей самой компании Momentus.

Vigoride-7 со спутниками США, Австралии, Турции, Южной Кореи, Польши, Венгрии, Сингапура, Испании и закрепленным экспериментом Люксенбургской компании LuxSpace планируется к запуску в октябре этого года в рамках миссии Transporter-9. После выведения коммерческих нагрузок планируется серия испытания по сближению, в рамках подготовки к будущим планам по дозаправке аппаратов и использованию их для орбитального обслуживания.

Для будущих миссий Momentus уже зарезервировали места на трех миссиях SpaceX Transporter 10-12 в 2024 году.

Несмотря на то что в Astroscale уже разрабатывают все ключевые компоненты, необходимые для подобного рода миссии, они решили объединить свои усилия с Momentus для того чтобы уменьшить риск потенциальных задержек и разделить потенциальные траты, а также продемонстрировать взаимодействие в рамках большой экосистемы орбитального обслуживания.

Компании заявили что предложили для рассмотрения NASA концепт миссии, который будет заключаться в запуске на ракете легкого класса аппарата разработки Momentus, который используя технологии и оборудование Astroscale осуществит сближение и стыковку с телескопом (скорее всего используя для захвата стыковочный адаптер, оставленный на телескопе во время последней миссии обслуживания с использованием Шаттла). Затем серией маневров орбита телескопа Hubble будет увеличена на 50 км, после чего обслуживающий аппарат будет отстыкован. После отделения возможно использование этого аппарата для сведения с орбиты потенциально опасного космического мусора, если такой будет обнаружен на близких к новой орбите телескопа траекториях.

Никаких материалов по возможному облику такого аппарата пока предоставлено не было.

На данный момент телескоп находится на орбите высотой 527 километров и ранее были озвучены прогнозы что с вероятностью в 50% к 2037 году она снизится из-за атмосферного сопротивления до критического уровня, после чего аппарат войдет в атмосферу. Увеличение орбиты до значений близких к 600 км позволит продлить работу телескопа еще на 15-20 лет.

Стоит учитывать что эта инициатива на данный момент не предполагает контрактов и обязательств со стороны американского космического агентства. Однако подобная миссия в случае успеха может стать серьезной маркетинговой возможностью на относительно новом, но стремительно растущем рынке услуг по продлению жизни спутников и космических аппаратов и их утилизации после окончания миссии.

Закончить этот материал хочется на позитивной ноте, поэтому вот мем про живучий телескоп, который несмотря на отказ многих подсистем продолжает работу. Он был выведен 24 апреля 1990 года шаттлом "Дискавери" в рамках миссии STS-31 и с тех пор подарил нам множество потрясающих снимков различных уголков Вселенной и позволил совершить множество научных открытий. 33 года спустя он все еще производит по несколько терабайт данных каждый год.

#космос #космонавтика