Miniaturizace je novým trendem v kosmonautice

8
Miniaturizace je novým trendem v kosmonautice
Britská družice STRaND-1. Zdroj: www.ubergizmo.com


Nanosatelity se brzy stanou součástí bojových systémů na stejné úrovni drony
Ve Spojených státech byla zveřejněna zpráva s komerční prognózou vývoje světového trhu s vojenskými družicemi. V roce 2012 se tento segment kosmického průmyslu odhadoval na 11,8 miliardy dolarů, autoři zprávy věří, že ročně poroste o 3,9 %. A v roce 2022 dosáhne 17,3 miliardy dolarů.

Nutno podotknout, že dlouhodobé předpovědi v oblasti kosmonautiky byly vždy, mírně řečeno, nespolehlivé. Rozvoj průmyslu je silně ovlivněn politikou a ekonomikou. Financování projektů často závisí na ambicích vedení země. A ještě častěji - ze stavu ekonomiky. V krizi začnou šetřit na nejnákladnějších programech s dlouhodobým návratovým cyklem. A nejjednodušší způsob, jak izolovat, je obskurní utrácení za prostor.

Nedávno však do kosmonautiky vtrhl silnější faktor vlivu – rychlá změna technologických generací. Nyní již není možné natahovat termín pro vytvoření kosmické lodi (AK) na 10-15 let, což bylo dříve normou. Během této doby se zařízení podaří zastarat, aniž by začalo fungovat. Podobná věc se stala s těžkými komunikačními satelity na konci XNUMX. století. Komunikační linky z optických vláken, které v krátké době propletly celý svět, učinily dálkovou komunikaci veřejnou, levnou a spolehlivou. V důsledku toho nebyly desítky satelitních transpondérů žádané, což způsobilo velké ztráty.

Rychlá změna technologických generací vedla k rozvoji hlavních trendů v konstrukci a výrobě kosmických lodí - to je miniaturizace, modularita, efektivita. Satelity se zmenšují na rozměry a hmotnost, vyžadují menší spotřebu energie, při návrhu a výrobě se používají hotové prvky a sestavy, což mnohonásobně snižuje výrobní čas a náklady. A náklady na vypuštění lehké družice jsou levnější.

Navigace všude

V současnosti je počet vesmírných startů ve světě mnohem nižší než v 1970.–1980. Za prvé je to způsobeno výrazným zvýšením přežití kosmické lodi. Běžná životnost satelitů na oběžné dráze je 15–20 let. Už to není potřeba, protože družice v této době nevyhnutelně morálně zastará.

Mezi vojenskými kosmickými loděmi je podíl komunikačních družic 52,8 %, průzkumných a sledovacích - 28,4 %, navigační družice zabírají 18,8 %. Ale je to sektor navigačních družic, který má trvale vzestupnou tendenci.

V současné době má orbitální konstelace amerických navigačních satelitů systému NAVSTAR GPS 31 kosmických lodí, z nichž všechny fungují podle plánu. Od roku 2015 se v rámci rozvoje systému na úroveň GPS III plánuje nahrazení konstelace družicemi třetí generace. Americké letectvo plánuje získat celkem až 32 kosmických lodí GPS III.

Roskosmos hodlá do roku 2020 dosáhnout přesnosti menší než 10 cm při určování souřadnic pomocí systému GLONASS, řekl šéf odboru Vladimir Popovkin na zasedání ruské vlády, která vesmírný program zvažovala do roku 2020. "Dnes je přesnost měření 2,8 metru, do roku 2015 dosáhneme 1,4 metru, do roku 2020 0,6 metru," řekl šéf Roskosmosu s tím, že "s přihlédnutím k dodatkům, které byly dnes implementovány, ve skutečnosti, bude to méně než 10 centimetrů přesné.“ Doplňky jsou pozemní stanice pro diferenciální korekci navigačního signálu. Současná orbitální konstelace GLONASS by měla být zároveň nahrazena kosmickými loděmi nové generace, jejichž počet se zvýší na 30.

Evropská unie spolu s Evropskou kosmickou agenturou vytváří vlastní navigační systém. V letech 2014-2016 bylo plánováno vytvoření konstelace 30 kosmických lodí - 27 operujících v systému a 3 rezervní. Vzhledem k ekonomické krizi mohou být tyto plány odloženy o několik let.

Čínský satelit "Beidou". Zdroj: kp.by


V roce 2020 má Čína v úmyslu dokončit vytvoření národního satelitního navigačního systému „Beidou“. Systém byl spuštěn do komerčního provozu 27. prosince 2012 jako regionální polohový systém s konstelací 16 satelitů. To poskytlo navigační signál v Číně a sousedních zemích. V roce 2020 by mělo být rozmístěno 5 kosmických lodí na geostacionární dráze a 30 satelitů mimo geostacionární dráhu, což umožní pokrýt navigačním signálem celé území planety.

V červnu 2013 hodlá Indie vypustit první navigační satelit svého národního systému IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) z místa startu na ostrově Sriharikota u jižního pobřeží Andhra Pradesh. Start na oběžnou dráhu provede indická nosná raketa PSLV-C22. Vypuštění druhého satelitu do vesmíru je plánováno do konce roku 2013. Pět dalších bude spuštěno v letech 2014–2015. Vznikne tak regionální navigační satelitní systém pokrývající s přesností 1,5m indický subkontinent a asi 10 tisíce km od jeho hranic.

Indická nosná raketa PSLV. Zdroj: Gestalt Publications


Japonsko se vydalo vlastní cestou a vytvořilo Quasi-Zenith Satellite System (QZSS, „Quasi-Zenith Satellite System“) – systém pro synchronizaci času a diferenciální korekci navigačního signálu GPS pro Japonsko. Tento regionální satelitní systém je navržen tak, aby poskytoval vyšší kvalitu signálu polohy při použití GPS. Samostatně to nefunguje. První družice Michibiki byla vypuštěna na oběžnou dráhu v roce 2010. V příštích letech se plánuje spuštění tří dalších. Signály QZSS budou pokrývat Japonsko a západní Pacifik.

Mobilní telefon na oběžné dráze

Mikroelektronika se možná stala nejrychleji se rozvíjející oblastí mezi moderními technologiemi. Samsung Electronics, Apple a Google jsou připraveny představit „chytrý“ hodinkový počítač doslova v nadcházejících měsících. Není divu, že vesmírné lodě jsou stále menší a menší. Díky novým materiálům a nanotechnologiím jsou vesmírné přístroje menší, lehčí a energeticky účinnější. Dá se mít za to, že éra malých kosmických lodí již začala. V závislosti na hmotnosti jsou nyní rozděleny do těchto kategorií: do 1 kg - "pico", do 10 kg - "nano", do 100 kg - "mikro", do 1000 kg - "mini". Ještě před 10 lety se mikrosatelity o hmotnosti 50-60 kg zdály být vynikajícím úspěchem. Nyní jsou celosvětovým trendem nanosatelity. Více než 80 z nich již bylo vypuštěno do vesmíru.

Tak jako se výroba a vývoj bezpilotních letounů (UAV) provádí v mnoha zemích, které o vlastním leteckém průmyslu dříve ani neuvažovaly, tak se návrh nanosatelitů nyní provádí na mnoha univerzitách, v laboratořích a dokonce i u jednotlivých amatérů. . Navíc se náklady na taková zařízení, sestavená na základě hotových prvků, ukazují jako extrémně nízké. Někdy konvenční mobilní telefon slouží jako základ pro návrh nanosatelitu.

Z Indie byl na oběžnou dráhu vyslán smartphone, který byl v rámci projektu Sat-Smartphone použit jako základ pro experimentální družici Strand-1. Družice byla vyvinuta ve Spojeném království společně Univerzitou Surrey Space Center (SSC) a Surrey Satellite Technology (SSTL). Hmotnost zařízení je 4,3 kg, rozměry 10x10x30 cm Zařízení obsahuje kromě smartphonu obvyklou sadu pracovních komponentů - napájecí a řídicí systémy. Satelit bude v první fázi ovládat běžný palubní počítač, poté tuto funkci kompletně převezme chytrý telefon.

Operační systém Android s řadou speciálně navržených aplikací umožňuje řadu experimentů. Pomocí aplikace iTesa budou zaznamenávány hodnoty magnetického pole při pohybu satelitu. Pomocí jiné aplikace bude vestavěný fotoaparát pořizovat snímky, které budou sdíleny pro zveřejnění na Facebooku a Twitteru. A to je jen malá část výzkumného programu. Mise potrvá šest měsíců. Návrat na Zemi se nepředpokládá. Kosmonautika přestala být údělem elity.


Projekty nanosatelitů


Nejdůležitějším závěrem je, že vojenské a vesmírné technologie již nejsou lokomotivou pro rozvoj civilního průmyslu. Naopak vývoj náročný na civilní vědu umožňuje rozvoj vojenských vesmírných technologií. Příjmy firem vyrábějících spotřební zboží jsou mnohonásobně vyšší než příjmy obranných korporací. Světoví lídři v oblasti elektroniky mohou utratit miliardy dolarů za nový vývoj. A silná konkurence vás nutí udělat vše v co nejkratším čase.

Nanosatelity přicházejí

V roce 2005 ruský kosmonaut Salizhan Šaripov z Mezinárodní vesmírné stanice jednoduše hodil ruku do vesmíru, první ruský nanosatelit TNS-1. Zařízení vážící 4,5 kg bylo vytvořeno za pouhý rok v RNII kosmického vybavení na náklady podniku. Co je to vlastně satelit? Je to zařízení ve vesmíru!

Levný TNS-1 v provozu se ukázal být obecně téměř zdarma. Nepotřeboval Mission Control Center, obrovské antény transceiveru, telemetrickou analýzu a mnoho dalšího. Dalo se to zvládnout pomocí notebooku, vsedě na lavičce v parku. Experiment ukázal, že pomocí mobilních komunikací a internetu je možné ovládat vesmírný objekt. Kromě toho 10 nových jednotek vybavení prošlo letovými konstrukčními zkouškami. Nebýt nanosatelitu, musely by být testovány jako součást palubního vybavení některé z budoucích kosmických lodí. A to je ztráta času a velká rizika.

TNS-1 byl zásadní průlom. Mohlo by jít o vytvoření taktických vesmírných systémů na úrovni téměř velitele praporu, jako jsou malé taktické drony. Nenákladné zařízení, sestavené v požadované konfiguraci během několika dní a vypuštěné lehkou raketou z nosného letadla, mohlo veliteli ukázat bojiště, zajistit komunikaci a automatizovaný taktický řídicí systém. Taková kosmická loď by mohla být velkou pomocí během lokálního konfliktu v Jižní Osetii a na Severním Kavkaze.

Další významnou oblastí je odstraňování následků přírodních katastrof a katastrof způsobených člověkem. Stejně jako jejich varování. Levné nanosatelity s dobou platnosti v řádu měsíců by mohly ukazovat stav ledové situace v konkrétním regionu, vést evidenci lesních požárů a monitorovat hladinu vody při povodních. Pro operativní řízení lze nanosatelity vypouštět přímo nad územím přírodních katastrof za účelem online sledování změn situace. A ukázalo se, že EMERCOM Ruské federace obdržel satelitní snímky Krymsku po povodni jako charitativní pomoc ze Spojených států.

V budoucnu bychom měli očekávat zavedení nanosatelitů do bojových systémů předních armád světa, především Spojených států. S největší pravděpodobností nejde o jednorázové použití, ale o start malých kosmických lodí v celých rojích, které budou zahrnovat satelity pro různé účely - komunikace, přenos, ozvučení zemského povrchu v různých vlnových pásmech, elektronická protiopatření, určení cíle atd. Výrazně se tak rozšíří možnosti vedení bezkontaktní války.

Pokud se miniaturizace ukáže jako jeden z hlavních trendů ve vývoji vojenských kosmických lodí, prognóza nárůstu trhu s vojenskými družicemi selže. V peněžním vyjádření se naopak sníží. Letecké korporace se však budou snažit nepřicházet o zisky a brzdit malé konkurenty. V Rusku se to podařilo. Výrobci těžkých satelitů lobovali za zákaz RNII vesmírných přístrojů k vytvoření kosmických lodí. Teprve nyní se opět mluví o vypuštění nanosatelitu TNS-2, připraveného před osmi lety.

Potřeba těžkých energeticky náročných kosmických lodí na oběžných drahách v blízkosti Země stále klesá. Pozemní zařízení uživatelů je navíc stále citlivější a hospodárnější.

Těžké satelity většinou zůstanou výsadou vědců. Vesmírné dalekohledy, zobrazovací zařízení s vysokým rozlišením, automatické planetární stanice budou nadále vyráběny a vypouštěny v zájmu celého lidstva.

Národní programy se zaměří na levnější kosmické lodě vhodné pro hromadnou výrobu a provozní využití. Příklad UAV, které se náhle dostaly do bojových systémů vyspělých zemí, o tom jasně přesvědčuje. Doslova deset let stačilo na to, aby úderné a průzkumné UAV zaujaly své místo v americkém letectvu a jeho spojencích. Není pochyb o tom, že do roku 2020 se vzhled orbitálních konstelací změní stejně radikálně. Objeví se celé roje piko- a nanosatelitů.

Nyní se bavíme o femtosatelitech o hmotnosti do 100 g. Pokud se počítače zmenší na velikost náramkových hodinek, pak se brzy objeví satelity podobného rozměru.
Naše zpravodajské kanály

Přihlaste se k odběru a zůstaňte v obraze s nejnovějšími zprávami a nejdůležitějšími událostmi dne.

8 komentáře
informace
Vážený čtenáři, abyste mohli zanechat komentář k publikaci, musíte přihlášení.
  1. Sonny
    +2
    29. března 2013 14:27
    Někde jsem se setkal s tím, že se dají vyrobit satelity o hmotnosti 50 gramů ... Vypustí se nosná raketa a na určité dráhy vysype matice, šrouby atd. ...
    A všechno..!!! Kdo se neskrýval, my za to nemůžeme...
    1. 0
      29. března 2013 23:32
      50 gramů? to není reálné ani s nejmodernější technologií. Ne, samozřejmě, můžete použít i jednoduché piercingové polotovary (a i tak budou vážit alespoň 200 gramů)
      Nicméně souhlasím, myšlenka samotná:
      Citace: Syn
      na určitých drahách vylévá matice, šrouby atd...
      která bude mimochodem propojena nějakou bezdrátovou senzorovou sítí je velmi relevantní.
      1. Sonny
        0
        29. března 2013 23:46
        Díky..! Ale musím činit pokání... Nápad s ořechy byl v našem SSSR považován za odpověď na SDI... Ale co, ořech 20 váží více než 50 gramů..?
  2. +4
    29. března 2013 21:06
    Zajímavý článek, čím menší velikost a hmotnost a tím nižší náklady na vynesení užitečného nákladu do vesmíru
  3. +4
    29. března 2013 21:10
    Čím více zařízení ve vesmíru a dokonce i malých rozměrů, tím obtížnější bude časem vyhnout se kolizi
    1. 0
      30. března 2013 10:45
      Ne do obočí, ale do očí. Kolem poletuje málo trosek. No dobře, když si tohle dopřávají studenti příslušných univerzit. Ale když Spojené státy vyprovokují tento nesmysl, už je toho příliš. Hloupý.
  4. nenádherné
    0
    31. března 2013 17:39
    Všichni už odešli a jen Roskosmos stále zapřahuje
  5. 0
    20. března 2016 13:18
    Pokrok nelze zastavit, otázkou je čas a peníze.

"Pravý sektor" (zakázaný v Rusku), "Ukrajinská povstalecká armáda" (UPA) (zakázaný v Rusku), ISIS (zakázaný v Rusku), "Jabhat Fatah al-Sham" dříve "Jabhat al-Nusra" (zakázaný v Rusku) , Taliban (zakázaný v Rusku), Al-Káida (zakázaný v Rusku), Protikorupční nadace (zakázaný v Rusku), Navalnyj ústředí (zakázaný v Rusku), Facebook (zakázaný v Rusku), Instagram (zakázaný v Rusku), Meta (zakázaný v Rusku), Misantropická divize (zakázaný v Rusku), Azov (zakázaný v Rusku), Muslimské bratrstvo (zakázaný v Rusku), Aum Shinrikyo (zakázaný v Rusku), AUE (zakázaný v Rusku), UNA-UNSO (zakázaný v Rusko), Mejlis lidu Krymských Tatarů (v Rusku zakázán), Legie „Svoboda Ruska“ (ozbrojená formace, uznaná jako teroristická v Ruské federaci a zakázaná)

„Neziskové organizace, neregistrovaná veřejná sdružení nebo jednotlivci vykonávající funkce zahraničního agenta“, jakož i média vykonávající funkci zahraničního agenta: „Medusa“; "Hlas Ameriky"; "Reality"; "Přítomnost"; "Rozhlasová svoboda"; Ponomarev; Savitská; Markelov; kamalyagin; Apakhonchich; Makarevič; Dud; Gordon; Ždanov; Medveděv; Fedorov; "Sova"; "Aliance lékařů"; "RKK" "Centrum Levada"; "Pamětní"; "Hlas"; "Osoba a právo"; "Déšť"; "Mediazone"; "Deutsche Welle"; QMS "Kavkazský uzel"; "Člověk zevnitř"; "Nové noviny"