Космический робот-ремонтник Northrop продлевает срок службы спутников
На орбите Земли новое поколение роботов, предназначенное для продления срока эксплуатации спутников, буквально заменяет своих предшественников. На этой неделе космический аппарат, построенный и эксплуатируемый компанией Northrop Grumman под названием Mission Extension Vehicle (MEV), отсоединился от коммуникационного спутника, управляемого австралийской компанией Optus. В течение более чем года космический аппарат MEV был прикреплен к задней части спутника Optus, удерживая его в нужном положении на орбите для продолжения выполнения миссии.
Сейчас аппарат по продлению срока службы спутников покидает позицию, освобождая место для своего преемника. В июле четыре новых космических аппарата Northrop были выведены на орбиту с помощью ракеты-носителя Falcon 9 компании SpaceX. Один из них называется Mission Robotic Vehicle (MRV) — мощный спутник, оснащенный двумя передовыми роботизированными манипуляторами, разработанный при участии DARPA, американской военной исследовательской организации. Три других аппарата называются Mission Extension Pods (MEP) — это более мелкие и простые спутники, представляющие собой по сути модульные двигательные установки.
Четыре этих космических аппарата в настоящее время движутся к целям на высоте около 27 000 миль над Землей. В 2027 году MRV с помощью своих роботизированных манипуляторов прикрепит один из модулей MEP к спутнику Optus, что должно обеспечить его пребывание на орбите в течение многих лет.
Спутники, обеспечивающие связь или сканирующие планету различными датчиками, имеют ограниченный срок службы. Как правило, они выходят из строя не из-за отказа компьютеров и приемопередатчиков, а когда заканчивается топливо для поддержания нужного положения на орбите. Спутник Optus был запущен в 2009 году и рассчитан на срок службы 15 лет. Если все пройдет успешно, спутник сможет продолжать полет — и генерировать доход — еще шесть лет.
Сейчас снижение стоимости запусков и удешевление космических компонентов делают миссии по ремонту аппаратов реальностью.
«Цель состоит в том, чтобы совершить смену парадигмы, при которой мы сможем рассматривать космос как устойчивую среду, обладающую более надежной архитектурой и инфраструктурой, позволяющей выполнять такие задачи, как ремонт космических аппаратов, продление их срока службы или даже модернизация и техническое обслуживание спутников», — сказала Кэсси Вонг (Cassie Wong), директор Northrop по логистике и обслуживанию.
В настоящее время на орбите находятся два аппарата MEV, запущенных в 2019 и 2020 годах, которые обеспечили продление срока службы на 10 лет для трех клиентов, включая два различных спутника Intelsat и спутник Optus. Аппарат MEV-1 будет ожидать следующего клиента на парковочной орбите, в то время как MEV-2 в настоящее время прикреплен к своему клиенту из Intelsat до 2030 года.
Mission Robotic Vehicle (MRV) представляет собой эволюцию бизнес-модели. Операторы спутников покупают и владеют модулями MEP, которые навсегда крепятся к их аппаратам. Это освобождает MRV для обслуживания большего количества космических аппаратов, создавая более дешевое предложение.
Данное предложение требует серьезных технологических решений. Аппараты должны автономно подходить друг к другу и безопасно стыковаться, что является нетривиальной задачей при движении со скоростями в тысячи миль в час. Аппараты MEV используют стыковочный зонд для подключения и фиксации за соплами двигателей спутника. В то же время аппаратам MRV потребуется аккуратно прикреплять модули MEP с помощью своих роботизированных манипуляторов.
В отличие от большинства спутников, MRV предназначен для дозаправки на орбите — отчасти это служит доказательством концепции тех возможностей, которые другим спутникам понадобятся, если такое орбитальное обслуживание станет нормой. В настоящее время дополнительные затраты и вес таких модификаций препятствуют инвестированию в них операторов космических аппаратов.
Действительно, текущий тренд в сфере спутников заключается в запуске множества дешевых, фактически заменяемых аппаратов на низких орбитах, как это делают Starlink и Amazon LEO. С другой стороны, космические аппараты становятся крупнее, и на орбите имеется много дорогостоящих крупных спутников, которые могли бы выиграть от продления срока службы. Вонг надеется, что в будущем MRV возьмет на себя другие миссии, включая установку новых компонентов на спутники и корректировку их орбит.
Вероятно, это будет включать клиентов из оборонного сектора, учитывая количество дорогостоящих спутников, которыми они владеют на высоких орбитах, а также участие DARPA в разработке манипуляторов MRV. Действительно, ВВС Космических сил США ранее охарактеризовали китайский сервисный космический аппарат с роботизированными манипуляторами как оружие, поскольку теоретически он может захватить и вывести из строя спутник противника. Northrop заявляет, что их аппараты сосредоточены исключительно на миссиях по обслуживанию.
Аппарат также можно использовать на низкой околоземной орбите (LEO), говорит Вонг, для продления срока службы ценных активов в этой зоне. Стартап Katalyst Space пытается выполнить аналогичную миссию по продлению срока службы космического телескопа NASA после того, как неисправности привели к неконтролируемому вращению аппарата в прошлом месяце. Компания уже разработала решение и надеется завершить миссию.
Поделиться
