Космическая движуха

26 июня 1968 года на испытательном полигоне в Неваде был запущен самый мощный космический ядерный реактор, когда-либо созданный в мире. Испытание длилось 750 секунд и подтвердило, что оно может доставить первых людей на Марс. Но «Phoebus 2A» никого не доставил на Марс. Он был слишком большим, стоил слишком дорого и не соответствовал идее Никсона о том, что нам нечего делать дальше низкой околоземной орбиты.

Но не НАСА первым призвало к созданию ракет с ядерными двигателями. Военные хотели использовать их для создания межконтинентальных баллистических ракет. И теперь военные хотят их снова.

МБР с ядерной установкой

Работа над ядерными тепловыми ракетами (NTR) началась с программы Rover, инициированной ВВС США в середине 1950-х годов. Концепция была простой на бумаге. Возьмите резервуары с жидким водородом и с помощью турбонасосов подайте этот водород через активную зону ядерного реактора, чтобы разогреть его до очень высоких температур и выпустить через сопло для создания тяги. Вместо того, чтобы нагревать и расширять газ, сжигая его в камере сгорания, газ нагревался при контакте с ядерным реактором.

Ключевым преимуществом была топливная экономичность. «Удельный импульс», показатель, который чем-то напоминает расход топлива ракеты, может быть рассчитан из квадратного корня из температуры выхлопных газов, деленного на молекулярную массу топлива. Это означало, что наиболее эффективным топливом для ракет стал водород, поскольку у него самая низкая молекулярная масса.

В химических ракетах водород приходилось смешивать с окислителем, что увеличивало общую молекулярную массу топлива, но было необходимо для того, чтобы происходило сгорание. Ядерные ракеты не нуждались в сжигании и могли работать на чистом водороде, что делало их как минимум в два раза эффективнее. Военно-воздушные силы хотели эффективно доставлять ядерные боеголовки к целям по всему миру.

Проблема заключалась в том, что запустить стационарные реакторы на Земле - это одно, а заставить их летать - совсем другое.

Испытание космического реактора

Топливные стержни, изготовленные из оксида урана-235, распределенного в металлической или керамической матрице, составляют активную зону стандартного реактора деления. Деление происходит, когда медленно движущийся нейтрон поглощается ядром урана-235 и расщепляет его на два более легких ядра, высвобождая огромное количество энергии и избыток очень быстрых нейтронов. Эти избыточные нейтроны обычно не вызывают дальнейшего деления, поскольку они движутся слишком быстро, чтобы быть поглощенными другими ядрами урана.

Запуск цепной реакции, которая поддерживает работу реактора, зависит от замедления их с помощью замедлителя, такого как вода, который «тормозит» их скорость. Эта реакция поддерживается на умеренном уровне с помощью управляющих стержней, изготовленных из поглощающих нейтроны материалов, обычно бора или кадмия, которые ограничивают количество нейтронов, способных вызвать деление. Запуск реакторов осуществляется путем перемещения стержней управления в активную зону и из нее.

Воплотить все это в летающий реактор непросто. Первая проблема - топливо. Чем горячее выхлопные газы, тем больше увеличивается удельный импульс, поэтому NTRS требовалось, чтобы активная зона работала при температурах, достигающих 3000 К - почти на 1800 К выше, чем у наземных реакторов. Изготовить топливные стержни, способные выдержать такие температуры, оказалось чрезвычайно сложно.

Затем появился сам водород, который при таких температурах чрезвычайно агрессивен, особенно при взаимодействии с теми немногими материалами, которые стабильны при 3000 K. Наконец, пришлось отказаться и от стандартных стержней управления, потому что на земле они перемещаются в активной зоне под действием силы тяжести, а в полете это не сработало бы.

Научная лаборатория Лос-Аламоса предложила несколько перспективных проектов NTR, которые решали все эти проблемы в 1955 и 1956 годах, но программа действительно набрала обороты после того, как она была передана НАСА и Комиссии по атомной энергии (AEC) в 1958 году, там идея была переименована в NERVA, ядерный двигатель для применения в ракетных аппаратах. НАСА и AEC, наделенные практически неограниченным бюджетом, занялись строительством космических реакторов.

Kiwi пытается летать

Первый из этих реакторов назывался Kiwi-A. Испытание, проведенное 1 июля 1959 года, доказало, что концепция работает, но в деталях таился дьявол. Вибрации, вызванные потоком водорода, повредили реактор всего после пяти минут работы на относительно скромных 70 мегаваттах. Температура достигла 2683 К, что вызвало водородную коррозию стержней и выброс частей активной зоны через сопло - проблему, известную как «выпадение».

С другой стороны, вращающиеся барабаны, размещенные вокруг активной зоны, которые заменили стандартные стержни управления, работали хорошо. Это были длинные трубки, изготовленные из поглощающего нейтроны материала, одна сторона которых была покрыта материалом, отражающим нейтроны обратно в активную зону. Реактор регулировали, поворачивая барабаны так, чтобы они были обращены к активной зоне отражающей стороной, и регулировали, поворачивая поглощающую нейтроны сторону к активной зоне.

За 18 лет НАСА, AEC и отраслевые подрядчики, такие как Aerojet Corporation, построили и протестировали в общей сложности 23 реактора. «Последним двигателем в программе Rover/NERVA был XE Prime. Они протестировали его в вакуумной среде и доставили на TRL 6», - сказала доктор Табита Додсон, руководитель программы в отделе тактических технологий DARPA. TRL 6 означает «уровень технической готовности 6» — достижение 7-го уровня будет означать запуск демонстрационного двигателя в космос.

Однако это не означало «без проблем». Проблемы с утечкой и растрескиванием топлива сохранялись во всех двигателях NERVA в разной степени. Но то, что в конечном итоге убило NERVA в 1973 году, было смещением целей НАСА от дальнего космоса к низкой околоземной орбите. И NERVA для этого был не нужен.

Ядерный марсианский экспресс

Прошло более 40 лет, прежде чем НАСА снова использовало ядерные двигатели, сначала в недолговечном проекте Jupiter Icy Moon Orbiter, а затем в эталонной архитектуре проекта для исследования Марса человеком. Оснащение последних миссий компактным реактором может сократить время достижения Марса более чем вдвое, до трех-четырех месяцев по сравнению с шестью-девятью месяцами, прогнозируемыми для химических ракетных двигателей. Меньшее время в космосе означало меньшее воздействие радиации на астронавтов и меньшее количество припасов для путешествия.

Итак, в 2017 году НАСА запустило небольшую исследовательскую программу NTR. Бюджет был чуть больше 18 миллионов долларов, но это было уже что-то. Два года спустя Конгресс принял закон об ассигнованиях, который выделил 125 миллионов долларов на разработку NTRS. Дела продвигались, но в основном это были бумажные исследования, за которыми последовали новые бумажные исследования, а затем еще больше бумажных исследований.

А затем, 17 июня 2020 года, DARPA вошло в чат и сказало: «Мы хотим ядерную ракету». Не просто очередное бумажное исследование — демонстратор.

В погоне за Sputnik 2.0

На веб-сайте DARPA говорится, что оно всегда придерживалось особой миссии инвестирования в прорывные технологии для обеспечения национальной безопасности. Какое отношение имеет космический корабль с ядерной установкой к национальной безопасности? На точку зрения военных намекнул генерал Джеймс Дикинсон, офицер Космического командования США, в своих показаниях перед Конгрессом в апреле 2021 года.

Он сказал, что «Пекин стремится к космическому превосходству с помощью систем космического нападения», и упомянул разведданные, собранные на китайском спутнике «Шицзянь-17», оснащенном роботизированной рукой, которую можно было бы использовать для «захвата других спутников». Это может показаться нелепой натяжкой, но этого было достаточно, чтобы получить добро на создание ядерного космического корабля.

И очевидная озабоченность гипотетическими угрозами сохраняется. Цель проекта Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO), заявленная в его экологической оценке, заключалась в «предоставлении средств космического базирования для отражения стратегических атак противника». Там также упоминались опасения Дикинсона по поводу Китая.

«Допустим, у вас срочная миссия, когда вам нужно быстро перейти из пункта А в пункт В в окололунном пространстве или вам нужно следить за другой страной, которая что-то делает вблизи Луны или вокруг Нее, и вам нужно действовать очень быстро. С такой платформой, как DRACO, вы можете это сделать», - сказал Додсон из DARPA.

Через два года после вмешательства DARPA этап предварительного проектирования был завершен, и Lockheed выиграла контракт на полмиллиарда долларов на постройку DRACO. Но платила не только DARPA. НАСА также внесло свой вклад. Два агентства сделали DRACO совместным проектом и разделили счет 50 на 50.

Next-gen NERVA

Однако создание DRACO столкнуло бы нас с еще одной проблемой: его использованием. «Существует ряд нормативных и технических проблем», - сказал Кирк Ширеман, вице-президент Lockheed Martin Space, курирующий проект DRACO. Для начала, о запуске ядерных двигателей на открытом воздухе где-нибудь в пустыне Невада не могло быть и речи. На строительство объектов, соответствующих всем нормативам, ушли бы годы.

Затем было топливо. Реакторы NERVA работали на высокообогащенном уране, используемом для создания ядерного оружия. Если бы что-то пошло не так при запуске, с неба внезапно упало бы примерно 700 килограммов оружейного урана. Для изготовления бомбы вам понадобится всего около 25 килограммов.

Вот почему DRACO будет использовать новое топливо под названием high-assay- низкообогащенный уран (HALEU) — делящийся материал, получаемый путем смешивания высокообогащенного урана до обогащения ниже 20 процентов. «Вы можете ослабить некоторые требования безопасности, перейдя на HALEU», - сказал Джо Миллер, вице-президент BWXT Technologies, компании, специализирующейся на морских реакторах, которую Lockheed Martin выбрала для строительства реактора для DRACO. И хотя создание бомбы с помощью HALEU все еще возможно при определенных обстоятельствах, это намного сложнее, чем с использованием высокообогащенного урана, который был обязательным во всех реакторах NERVA.

После того, как с топливом разобрались, BWXT приступила к проектированию самого реактора. «Использование HALEU определяет внутреннюю геометрию реактора», - говорит Миллер. Чтобы не изобретать велосипед заново, команда Миллера начала с изучения огромных стопок отчетов из программы NERVA. Но по сравнению с проектами NERVA, его команда использовала другие каналы для прохождения водорода через активную зону реактора и системы терморегулирования, которые передают тепло водороду.

Сеансы с коричневыми сумками

«Наш главный инженер был немного историком и библиотекарем, поэтому он выкапывал все эти отчеты, сканировал их и включал в наши обзоры конструкции. Много черно-белых фотографий. Множество старых графиков из испытаний. Мы извлекли из этого урок. Это было чрезвычайно актуально», - сказал Миллер.

Одной из ключевых вещей, которые BWXT обнаружила в отчетах NERVA, были данные о крекинге реакторного топлива, вызванном водородом. «Мы предоставили [отчеты] нашим молодым материаловедам, и они смогли использовать их в качестве трамплина для ранних конструкторских решений, которые они принимали», - сказал Миллер. Результатом, по его словам, стало покрытие, способное выдерживать температуру реактора без образования трещин. «Мы создали нашу собственную внутреннюю рецептуру ядерного топлива, о которой я не могу говорить публично», - сказал он.

Построить космический реактор непросто, но, по крайней мере, это уже делалось раньше. Чего еще не было сделано, так это построить космический корабль вокруг реактора.

Первый атомный космический корабль

DRACO будет космическим кораблем среднего размера, длиной менее 15 метров и диаметром менее 5,4 метра — размеры, продиктованные размером стандартного обтекателя полезной нагрузки ракеты Vulcan Centaur, на которой он, вероятно, будет запущен. «Мы знакомы с жидким водородом, разработкой космических систем и интеграцией. У нас есть необходимый набор навыков и нужные люди для создания этой штуки», - сказал Ширеман.

DRACO будет работать как ракеты типа NERVA, с резервуарами для водорода, расположенными в головной части двигательного отсека, турбомашинами, подающими этот водород через активную зону (установленную прямо за ними), но отделенными от активной зоны радиационным экраном. Реактор HALEU будет окружен барабанами управления и расположен перед выпускным соплом. Согласно требованиям DARPA, удельный импульс DRACO составит не менее 700 секунд, что более чем на 300 секунд выше, чем у RL-10, самого производительного химического космического двигателя, который у нас есть.

«Основная техническая проблема здесь заключается в работе с жидким водородом, хранящимся при температуре 20 К, — очень, очень холодными и действительно скользкими молекулами, которые любят выскальзывать из того места, куда вы их помещаете», - сказал Ширеман. Для DRACO компания Lockheed перешла на пассивное водородное охлаждение. Баки будут теплоизолированы, чтобы солнце не нагревало их. Таким образом, водород должен оставаться при температуре 20 К достаточно долго, чтобы завершить все испытания. Для более длительных полетов ядерным космическим кораблям потребуется активное охлаждение.

Тест-драйв DRACO

Поскольку на борту есть ядерный реактор, Lockheed и BWXT позаботились о том, чтобы риски любого потенциального катастрофического отказа были сведены к абсолютному минимуму и был разработан план действий на случай непредвиденных обстоятельств для каждого сценария.

Что, если стартовая платформа выйдет из строя и DRACO разобьется где-нибудь недалеко от стартовой площадки во Флориде? Это будет не большей проблемой, чем отказ обычного двигателя, поскольку реактор будет активирован управляющими барабанами только после выхода на безопасную орбиту не менее чем в 700 километрах от Земли.

Падение в океан? Это немного сложнее, потому что вода является замедлителем и запускает цепную реакцию деления, по сути, включая реактор независимо от того, что делают управляющие барабаны. Но DRACO спроектирован так, чтобы предотвратить и это. В таком случае нейтронный яд, материал, который поглощает нейтроны и немедленно останавливает реакцию, попадал бы прямо в ядро.

Настоящий тест-драйв начнется, когда DRACO достигнет целевой орбиты. «Сначала мы собираемся провести серию проверок, убедиться, что все датчики и приводы работают. Затем, постепенно, мы начнем включать реактор», - сказал Додсон. Это будет моментом истины для DRACO, потому что программа не включает никаких наземных испытаний с работающим реактором.

«Поскольку в топливе DRACO используется уран с более низким обогащением, чем в NERVA, нам нужно использовать больше замедлителя. Кроме того, мы ожидаем явления, которое мы называем отрицательной температурной обратной связью, когда реактор отключается по мере нагрева. Это одно из интересных неизвестных в этом проекте, и мы надеемся собрать больше данных о том, как это работает», - утверждает Додсон.

«Это как новый автомобиль повышенной проходимости. Вы не берете его и не гоните на полной скорости за ворота. Мы собираемся постепенно повышать производительность и, наконец, если у нас будет возможность показать что-то значимое, возможно, мы включим полную мощность», - сказал доктор Энтони Каломино, портфолио космических ядерных технологий НАСА. Это «нечто значимое» - специфический импульс, достаточно мощный, чтобы доставить людей на Марс. Но это еще не все.

Ленивые реки

Проблема с достижением таких мест назначения, как Луна или Марс, заключалась в том, что мы не могли лететь туда по прямой. Вы не просто направляете свою обычную ракету на Луну и запускаете ее в стиле Жюля Верна, ожидая, что она туда попадет. «Такие ракеты не могут двигаться полностью самостоятельно. Они используют сложные фрактальные орбиты, которые вращаются вокруг точек Лагранжа, своего рода управляя гравитационными вихревыми потоками в окололунном пространстве — «ленивыми реками», как мне нравится их называть», - сказал Додсон.

Представьте себе, что вы садитесь на крошечную лодку в Ливерпуле с запасом топлива, которого как раз хватит, чтобы добраться до ближайшего океанского течения, потому что вы рассчитали, что это течение в конечном итоге вынесет вас в Нью-Йорк. Именно так мы сегодня перемещаемся в космосе. Проект DRACO призван стать первым шагом к созданию ядерных космических крейсеров.

«Есть и гражданские приложения», - сказал Каломино. «Речь идет о перемещении полезных грузов, покинувших Землю, на более низкие орбиты, где космический буксир может подобрать их и доставить на Луну, туда и обратно». Такие ядерные космические буксиры, по его предположению, станут основой новой окололунной транспортной системы.

И, возможно, лучшее в этих космических буксирах то, что реакторы могут работать годами. «Мы знаем, что на поверхности Луны есть вода. Вы можете перерабатывать эту воду для получения водорода и использовать ее для заправки вашего корабля, как вы заправляете автомобиль. Сам реактор будет работать очень долго», - сказал Каломино.

Помимо доработок, есть еще одна общая черта автомобилей и ядерных космических кораблей: мы можем заряжать их с наддувом.

Атомный космический корабль с наддувом

«Мой опыт связан с гиперзвуковой гидродинамикой, в основном с транспортными средствами, возвращающимися в атмосферу. Я присутствовал на переговорах НАСА о проблемах с полетами на Марс, которые не смогли решить даже NTRS», - сказал Райан Госсе, профессор-практик инженерного колледжа Герберта Вертхайма в Университете Флориды. Госсе и его команда решили, что смогут решить некоторые из этих проблем, оснастив NTR нагнетателями.

Идея Госсе была основана на использовании волнового ротора. «В автомобилях это называется компрессором или нагнетателем», - объяснил Госсе. В его концепции NTR между выходом из активной зоны реактора и выпускным патрубком установлен волновой ротор для дальнейшего повышения температуры выхлопных газов.

«Ограничивающим фактором для NTR является температура активной зоны реактора. Сегодня она составляет примерно 3000 К, что дает вам около 900 секунд удельного импульса», - сказал Госсе. Волновой ротор, по его расчетам, должен увеличить это время до 1400 секунд — вдвое больше, чем у DRACO. Госсе и его команда предложили эту концепцию NIAC, программе НАСА, финансирующей инновационные идеи на ранней стадии, и в 2023 году получили финансирование для проведения подробной оценки осуществимости.

Но волновой ротор - не единственная уникальная особенность космического корабля Госсе. Настоящее волшебство начинается, когда двигатель NTR заканчивает свою работу. Корабль развернется, сначала вылетит сопло. Затем реактор переведут в режим энергетической установки, перенаправив его нагретый водород из сопла в замкнутый контур с генерирующими энергию турбинами и используя электроэнергию для питания ионного двигателя особой формы, который прикреплен на противоположном конце космического корабля. Они увеличат удельный импульс с 1400 до более чем 10 000 секунд.

Становимся большими и остаемся крутыми

Впервые о подобной двухмодальной двигательной установке заговорили ближе к концу программы NERVA. Однако возникли две проблемы.

Во-первых, электрические двигатели всегда использовались для управления небольшими беспилотными космическими аппаратами. Для их увеличения до тысяч мегаватт, вырабатываемых ядерными реакторами, потребуются огромные космические корабли. «Нынешние электрические двигатели могут развивать мощность около 100 киловатт. Если вы попытаетесь использовать их в наших космических кораблях, вам понадобится их так много, что это будет непрактично. Это не тривиальная проблема вроде: «ну, просто купите тысячу 100-киловаттных двигателей и все», - сказал Госсе. «Итак, мы смотрим на магнитоплазмодинамические (MPD) двигатели, которые имеют гораздо более высокую плотность энергии и, как было продемонстрировано, могут работать до мегаватта».

Вторая проблема - охлаждение. У NTR нет проблем с отходящим теплом, потому что водород служит охлаждающей жидкостью для реактора, а затем выбрасывается из корабля. В режиме ядерной электрической тяги (NEP) охлаждающая жидкость течет по замкнутому контуру, что означает накопление тепла в космическом корабле. Вот почему все конструкции NEP имеют огромные радиаторы. В эталонной архитектуре NASA chemical-NEP один только радиатор должен был составлять более 2000 квадратных метров. Для корабля Госсе с бимодальным волновым винтом потребуется радиатор в пять раз больше.

Однако это будет очень быстро. «Эталонный космический корабль NTP должен долететь до Марса за 297 дней и весить более 600 тонн. На химическое проектирование / NEP потребуется 382 дня при весе 418 тонн», - сказал Госсе. Его концепция бимодального волнового винта достаточно быстра, чтобы стартовать, когда Марс и Земля будут ближе друг к другу, и достичь Марса всего за 45 дней при массе 530 тонн. «Летая немного медленнее, совершая 65-дневный перелет, мы можем снизить вес до 273 тонн», - сказал Госсе.

Маленькие шаги

Но эта идея не будет опробована на DRACO. «Стратегия «ползать-ходить-бегать» - это то, что мы действительно хотим реализовать здесь», - сказал Каломино. «Главное - запустить двигатель NTP, обрести некоторую уверенность, разобраться в реакторе, добиться некоторой устойчивости этого реактора, так что давайте сосредоточимся на этом. Давайте сделаем это».

Как только мы узнаем, что это работает, будет время оценить, имеет ли смысл добавлять дополнительные двигатели MPD. Когда вы используете как электрическую, так и тепловую ядерную двигательную установку, у вас есть две системы с разными требованиями, даже если они питаются от одного и того же реактора. Затем вам нужно сложить массу обеих систем и сопоставить это с использованием только одной системы и добавлением в нее большего количества топлива. Усложнение также увеличивает риск.

Для некоторых сотрудников Министерства обороны многое зависит от успешной демонстрации простой системы. «Подумайте о Военно-морском флоте. Лучший способ перемещаться с тяжелым грузом по океанам - использовать огромные линкоры с мощными двигателями. Лучшим вариантом является ядерная тяга. То же самое верно и для космоса. Прямо сейчас у Министерства обороны нет таких возможностей», - сказал Додсон. «Но как только они у нас появятся, наши корабли смогут перемещаться в космосе так же, как они перемещаются в океанах».

Оставляя в стороне проблемы с этим заявлением (у военно-морского флота никогда не было атомных линкоров, а перемещение в космосе совсем не похоже на перемещение по океану), вопрос в том, нужны ли нам ядерные космические линкоры в первую очередь.

Основная причина, по которой мы сегодня не летаем на NTRS, заключается в том, что они никогда не были технологией, способствующей тому, что мы пытались сделать. Каждый раз, когда их сторонники говорили, что что-то невозможно сделать без ядерных ракет, они оказывались неправы. Ядерные боеголовки? Покончено с химическими ракетами. Высадка на Луну? Покончено с химическими ракетами. Охота за китайскими спутниками-захватчиками? В 2021 году Россия уничтожила спутник с помощью ракеты на химическом топливе, запущенной с земли.

Гигантские космические буксиры курсируют между Землей, Луной и Марсом? Вопрос о нашей потребности в них остается открытым. Вопрос о том, понадобятся ли нам когда-нибудь ядерные космические линкоры для обеспечения их безопасности, является еще более отдаленным. Но некоторые из вовлеченных людей определенно думают о долгосрочной перспективе.

«У DRACO действительно большой потенциал для будущего, для всего мира. Это действительно может кое-что открыть. Это начало пути, который, возможно, закончат ваши внуки. Мы надеемся немного войти в историю», - сказал Ширеман.

ЯЦЕК КРИВКО - независимый писатель в области науки и технологий, который освещает исследования космоса, искусственного интеллекта, компьютерных наук и всевозможных инженерных чудес.

ПУСАН, Южная Корея — SpaceX разработает усовершенствованную версию своего космического корабля Dragon для НАСА, чтобы справиться со сведением с орбиты Международной космической станции примерно к концу десятилетия.

На брифинге 17 июля официальные лица НАСА и SpaceX представили новые подробности о американском космическом аппарате для сведения с орбиты (USDV) НАСА выбрало SpaceX для постройки 26 июня по контракту стоимостью до 843 миллионов долларов. На момент анонса ни агентство, ни компания не описали конструкцию космического корабля или его конкретные возможности.

USDV будет основан на космическом корабле Dragon от SpaceX, но с переработанной, увеличенной основной секцией и большим количеством двигателей Draco. Космический корабль будет оснащен 46 двигателями Draco, 16 для управления ориентацией и 30 для выполнения маневров, необходимых для снижения орбиты станции в конце срока службы, сказала Сара Уокер, директор по управлению полетами Dragon в SpaceX.

«Усовершенствованная» секция багажника, по ее словам, в два раза длиннее обычной и будет включать двигатели, топливные баки, систему выработки электроэнергии и другие системы. Он способен заправить в шесть раз больше топлива, чем нынешний космический корабль Dragon, при этом вырабатывая и сохраняя в три-четыре раза больше энергии. «Это почти космический корабль сам по себе», - сказала она.

НАСА, которое будет владеть USDV и эксплуатировать его после того, как SpaceX построит его, запустит аппарат к МКС вскоре после прибытия последнего экипажа станции. Как только USDV прибудет и будет проверен, диспетчеры МКС позволят орбите станции естественным образом измениться, и последний экипаж покинет ее, как только высота станции, которая в настоящее время составляет около 400 километров, достигнет высоты в 330 километров.

Орбита станции будет снижаться еще около шести месяцев после этого, прежде чем НАСА использует USDV для окончательного контролируемого сведения станции из орбиты, нацелившись на открытый участок океана в узком коридоре длиной около 2000 километров. Дана Вайгель, руководитель программы НАСА по МКС, сказала, что НАСА ожидает, что части станции размером от микроволновой печи до седана переживут возвращение в атмосферу и упадут в этом коридоре.

Расчетная масса USDV составляет более 30 000 килограммов, включая 16 000 килограммов топлива. «Мы должны использовать ракету более тяжелого класса», - сказал Вайгель, а не Falcon 9, используемую сегодня для миссий Dragon. НАСА закупит ракету-носитель отдельно по крайней мере за три года до запуска.

«Если у SpaceX появится возможность запустить USDV, мы с радостью поддержим это», - сказал Уокер.

Единственной другой компанией, сделавшей ставку на USDV, была Northrop Grumman. Согласно заявлению НАСА о выборе источника, Northrop предложила транспортное средство по цене, «значительно более высокой», чем SpaceX, с более низкими оценками как пригодности для выполнения миссии, так и предложенных характеристик.

«Я был действительно рад, что мы получили предложения от компаний, которые мы сделали», - сказал Кен Бауэрсокс, заместитель администратора НАСА по космическим операциям. «Честно говоря, я ожидал еще нескольких участников, но я был очень рад получить те, что мы получили».

Вайгель добавил, что НАСА в своем запросе предложений по USDV сделало упор на наследие полетов из-за высокой надежности, необходимой для безопасного сведения станции с орбиты. «Меня не совсем удивляет, что наши нынешние поставщики транспортных средств, которые уже летают и совместимы с такими вещами, как стыковка с МКС», делают ставку на транспортное средство, - сказала она. «Я думал, мы получим еще пару предложений, но определенно неудивительно, что мы получили только два».

Обновление об аномалии Falcon 9

Брифинг состоялся почти через неделю после того, как на Falcon 9 произошла аномалия во время запуска набора спутников Starlink. Утечка жидкого кислорода в верхней ступени ракеты не позволила двигателю этой ступени произвести повторный запуск, выведя спутники на орбиты с очень низкими перигеями.

Этот инцидент привел к задержке запусков Falcon 9, хотя Вайгель сказал, что на данный момент НАСА продвигается вперед с планами запуска грузового корабля Cygnus уже в начале августа на одном Falcon 9, за которым не ранее середины августа последует запуск Crew-9 на другом Falcon 9.

SpaceX расследует аномалию в сотрудничестве с Федеральным управлением гражданской авиации, которое должно дать свое разрешение на то, что аппарат не представляет никакой угрозы для общественной безопасности, прежде чем SpaceX сможет возобновить запуски. «У нас есть свой собственный процесс, выходящий за рамки того, что делает FAA», - сказал Вайгель, отметив, что НАСА участвует в продолжающемся расследовании.

«Мы поддерживаем тесные партнерские отношения с FAA и со всеми нашими заказчиками, и все идет действительно хорошо», - сказал Уокер. «Команда добилась огромного прогресса только за эти первые несколько дней».

Она сказала, что компания работает над завершением расследования, чтобы увидеть, какие последствия, если таковые будут, окажутся на графике предстоящих запусков МКС и других запусков. «Сейчас это главный приоритет нашей компании», - сказала она. «Что касается команды Dragon, моей команды, мы продолжаем продвигаться по нашей номинальной подготовке к ряду предстоящих запусков, указанных в нашем манифесте».

ТАМПА, Флорида. — Франция заключила с промышленной космической группой Thales Alenia контракт на захват и инспекцию небольшого спутника в ходе демонстрационной миссии, запланированной на конец десятилетия.

При поддержке нераскрытого финансирования французского космического агентства CNES и государственного инвестиционного банка Bpifrance в миссии будет использоваться пара космических аппаратов, запуск которых запланирован до конца 2028 года в рамках программы Европейской роботизированной орбитальной поддержки (EROSS).

Компания EROSS, получившая финансирование от Европейской комиссии, стремится протестировать возможности сближения и обслуживания на низкой околоземной орбите с помощью клиентского спутника размером в один кубический метр и обслуживающего аппарата примерно в три раза большего размера с роботизированной рукой.

Некоторые демонстрации EROSS, которые включают инспекцию, изменение ориентации объекта, заправку топливом и сборку/замену полезной нагрузки, будут проводиться после того, как роботизированная рука захватит часть клиентского спутника, которая не была специально разработана для обслуживания на орбите.

В отличие от EROSS, руководитель космического проекта Thales Alenia Стефани Бехар-Лафенетр заявила, что ее миссия состоится после того, как спутник-цель перейдет в неконтролируемое вращение и будет представлять цель, потерявшую ориентацию и контроль над орбитой.

Миссия DIANE, или Démonstration d’Inspection et Amarrage Novatrice Embarquée, также будет использовать «неподготовленную» конфигурацию клиентского спутника.

«В контракте с DIANE поставщик услуг использует свои камеры (как на платформе, так и на роботизированной руке) для проверки спутника с близкого расстояния», - сообщил Бехар-Лафенетр по электронной почте 19 июля.

«В рабочих условиях сервисные спутники могут использоваться, помимо инспекции, для замедления вращения спутника и перемещения его в более подходящее место. Это предвосхищает активное удаление мусора. Здесь целевые объекты представляют собой старые космические аппараты».

Он сказал, что разрабатываемому в настоящее время аппарату EROSS servicer потребуется обновление программного обеспечения для управления вращающейся целью, которое может быть загружено на землю или пока космический аппарат находится на орбите.

«Целью первых нескольких месяцев проекта является принятие такого рода решений», - сказал он.

Сроки для DIANE зависят от доступности активов EROSS, добавил он, но в принципе миссия может начаться, как только закончится первоначальная демонстрация EROSS.

Французское подразделение Thales Alenia Space, совместного предприятия Thales из Франции и Leonardo из Италии, отвечает за общую миссию DIANE. Французская инженерная фирма Magellium Artal Group предоставляет возможности обработки изображений, необходимые для определения местоположения на основе визуального анализа и осмотра местности.

Немецкое агентство аэрокосмических исследований DLR разрабатывает роботизированную руку. Французскому подразделению европейского интегратора космических миссий Telespazio поручено организовать обслуживание клиентов, включая создание центра обработки и визуализации данных инспекции.

Бехар-Лафенетр сказал, что члены консорциума все еще решают, запускать ли космический сервисный аппарат и аппарат-цель на одной ракете или по отдельности.

По его словам, демонстрации должны продлиться три-четыре месяца, после чего роботизированный космический аппарат будет эксплуатироваться около пяти лет.

ХЕЛЬСИНКИ — Китай добавил пятый спутник высокого разрешения Gaofen-11 в свою группировку CHEOS, запустив его поздно вечером в четверг.

Ракета Long March 4B стартовала в 23:03 по восточному времени 18 июля (0303 UTC, 19 июля) с космодрома Тайюань на севере Китая. На ракете-носителе находился спутник оптического наблюдения земли высокого разрешения Gaofen-11 (05). Вскоре после этого Китайская корпорация аэрокосмической науки и технологий (CASC) в заявлении объявила об успешном запуске.

Уведомления о закрытии воздушного пространства предшествовали запланированному запуску и уведомляли о нем. Полезная нагрузка была раскрыта только после объявления об успешном запуске.

Спутник расширяет возможности Китая по наблюдению Земли в высоком разрешении. CASC заявляет, что спутник будет использоваться для целей землеустройства, городского планирования, подтверждения прав на землю, проектирования дорожной сети, оценки урожайности сельскохозяйственных культур, а также предотвращения стихийных бедствий и смягчения их последствий.

В заявлении не представлено ни изображений, ни подробностей о спутнике. Однако спутники Gaofen-11 считаются одними из самых мощных оптических спутников Китая.

Предыдущие миссии Gaofen-11 и комментарии дают представление о природе и возможностях спутника. Четыре предыдущих спутника Gaofen-11 были запущены ракетами Long March 4B. Спутники находятся на околополярных орбитах высотой примерно 500 километров.

Государственное телевидение показало наглядный рендеринг первого спутника-шпиона Gaofen-11, запущенного в 2018 году. На экране управления полетом был изображен спутник, прикрепленный к разгонному блоку Long March 4B на орбите. Предполагается, что спутники серии Gaofen-11 имеют большую (более 1,5 метра в диаметре) оптическую систему для оптического дистанционного зондирования.

В статье, опубликованной Китайским обществом геодезии, фотограмметрии и картографии (китайский) в ноябре 2020 года, говорится, что Gaofen-11 способен передавать оптические изображения с разрешением порядка 10 сантиметров.

Спутники Gaofen образуют гражданскую китайскую систему наблюдения Земли высокого разрешения (CHEOS). Оптические, мультиспектральные, гиперспектральные радиолокационные спутники с синтезированной апертурой составляют CHEOS.

Опубликована подробная информация о разрешении и возможностях спутников серии Gaofen под номерами 1-7. Однако информация о спутниках Gaofen под номерами 8 и выше открыто не разглашалась. Это говорит о том, что спутники, по крайней мере частично, предназначены для военных заказчиков.

Запуск стал 33-й орбитальной миссией Китая в 2024 году. В начале года CASC заявила, что страна намерена осуществить около 100 запусков в год. Это включает около 70 запусков CASC — главного государственного космического подрядчика Китая - и 30 запусков коммерческих поставщиков.

Основные запуски включают успешно завершенную миссию по возвращению образца с обратной стороны Луны «Чанъэ-6». В ближайшие месяцы последуют грузовые и пилотируемые миссии с на космической станции «Тяньгун».

Запланированный первый орбитальный запуск ракеты «Тяньлун-3» коммерческой компании Space Pioneer вызывает серьезные сомнения после непреднамеренного и катастрофического запуска ее первой ступени во время запланированного статического огневого испытания в конце июня. Из-за последствий запуск ракеты может быть отложен до 2025 года.

В настоящее время CASC готовится к первому запуску «Long March 12». Ракета будет способна выводить до 12 000 кг на низкую околоземную орбиту или 6 000 кг на солнечно-синхронную орбиту.