Орбітальний фронтир

Статті
Володимир Усов
Володимир Усов
Український підприємець та винахідник, колишній голова Державного Космічного Агентства України
 

Відкриття нового фронтиру кидає виклик найкращому, що у нас є. Він буде мати більший вплив на людство, ніж будь-який матеріальний аспект у минулому. Нові землі, що очікують створення у космосі, подарують нам істинну свободу у пошуках кращого соціального устрою, способу та сенсу життя.

Джерард О’Нілл

Частина перша. Вічний рух уперед

Розвиток цивілізації та науково-технічний прогрес нерозривно пов’язані з розширенням життєвого простору людства, починаючи з міграцій Homo sapiens до епохи Великих географічних відкриттів та освоєння Дикого Заходу. Постійний рух людини до нових рубежів привів нас до створення того світу, в якому ми живемо зараз.

Технічний прогрес завжди супроводжував людство. Спочатку ми оперували палицями й каменями, потім — бронзовими та залізними знаряддями, далі —  ракетами й супутниками. Технологічний розвиток став засобом виживання для нашого виду. Щоб існувати, треба було весь час рухатися вперед, більше дізнаватися, робити відкриття, ставати розумнішими, сильнішими, швидшими.

Аби простежити, наскільки сильно розширення життєвого простору вплинуло на розвиток цивілізації, варто мимохідь проаналізувати соціально-економічні наслідки географічних відкриттів XV-XVII століть.

Завдяки експедиціям мореплавців, між Європою, Африкою, Америкою та Австралією з’явилися торговельні шляхи. Виникнення світового ринку сприяло  зародженню та розвитку капіталістичних відносин і промисловості у Західній Європі. Новий світ став платформою збуту для мануфактури Європи, що забезпечило їй швидке накопичення капіталу.

Великі географічні відкриття були основою для виникнення міжнародного розподілу праці та світового господарства в практично сучасному вигляді. Почали утворюватися компанії, які боролися за оволодіння новими ринками. Вони регулювали торгівлю купців у певних регіонах світу. Найпотужнішими були Нідерландська та Англійська Ост-індські компанії, яким вдалося монополізувати індійський ринок.

Відбулася революція цін, обумовлена ввезенням з Америки в Європу великого обсягу золота і срібла. До XVI ст. загальна кількість монет, що були в обігу в західноєвропейських країнах, зросла в чотири рази. Такий великий наплив відносно дешевого золота та срібла призвів до різкого падіння їхньої вартості й підвищення цінності промислової продукції.

Слідом за головними торговельними шляхами, центр економічного життя перемістився з середземноморських країн на берег Атлантичного океану. На арену вийшли нові лідери, сформувалися такі центри світової торгівлі, як Лісабон, Севілья й Антверпен. Саме останній став найбагатшим містом Європи, торговим і фінансовим осередком.

У XVI ст. виникли товарна і фондова біржі. Основними виробниками промислової продукції  були Нідерланди, Англія, Франція. Буржуазія цих країн швидко збагачувалася, перекачуючи дорогоцінні метали з приморських країн у промислові товари.

Наслідком Великих географічних відкриттів стало посилення нових тенденцій в економічній політиці європейських держав. Вона набула яскраво вираженого ринкового характеру. Правлячі династії Іспанії, Англії, Франції будь-якими доступними засобами заохочували торгівлю, промисловість, судноплавство, колоніальну експансію. Цивілізаційне захоплення Нового світу викликало не лише великі соціально-економічні наслідки, але й не менш значущі соціально-культурні зміни. Особливо це помітно на прикладі підкорення американського фронтиру (Дикого Заходу) упродовж XIX століття.

У прямому сенсі фронтир — це зона освоєння; територія, соціальні й економічні умови якої визначаються самим процесом освоєння. Американський історик Ф. Тернер увів у науку поняття фронтиру, він називав його «точкою зустрічі дикості й цивілізації». Яскрава особливість рубежу — свобода. Свобода від засад і традицій (суспільство складається переважно з приїжджих, ще не устоялося — немає і засад), від класових або станових умовностей, а за бажання — і від свого минулого. Свобода від будь-яких державних, громадських і, звісно, каральних органів. Рівність для всіх: мешканцям американського фронтиру доводилося поважати вибір один одного, тому там панувала стихійна демократія. Свобода дозволяла легко сприймати нове (як у громадських стосунках, так і в побуті), оскільки ламався традиційний спосіб життя.

Американський образ фронтиру — «земля обітована» — дуже схожий на знайому кожному ідеальну картину майбутнього людства у космосі. Власне, вся Америка спочатку сприймалася європейцями як місце для реалізації мрії (тобто як утопія). Як модель мислення і як мрія цей континент існував задовго до його відкриття. З першими відомостями про Новий світ виникло відчуття, що прагнення стають фактом, географічною реальністю, яка дає необмежені можливості космічного масштабу. Якщо в  Європі для втілення цих ідей потрібні були революції, то «нецивілізована» Америка здавалася в очах європейців чистим аркушем для творчості, таким, яким сьогодні для кожного з нас є космос.

Проте підкорення навколоземного простору донедавна було більше справою минулого, ніж сьогодення. Перша хвиля освоєння космосу, яка закінчилася висадкою людини на Місяць, подарувала нам речі, що змінили буденне життя назавжди. Прогноз погоди, сонячні батареї, операції на серці (високоточні лазери та серцевий насос), супутникове телебачення, фільтри води, GPS, тефлон, детектор диму, дитяче харчування, камера смартфону — це неповний список винаходів, які би не з’явилися без бажання людини відкривати нові горизонти, ризикуючи життям заради загального (дуже неочевидного) блага. На жаль, востаннє астронавти побували на Місяці майже 50 років тому, і процес освоєння нового фронтиру відбувається не так швидко, як це уявлялося в середині минулого століття.

Людство бачило у своїй історії й динамічніші приклади географічних експансій. Коли в XIX ст. Томас Джефферсон викупив у Наполеона штат Луїзіана, фактично подвоївши на той момент територію США, він щиро вірив, що на освоєння нового життєвого простору в центрі континенту знадобиться, як мінімум, тисячоліття.

Лише кілька десятиліть і виявлення золота в Каліфорнії мобілізувало великі маси мотивованих людей, створивши вектор для використання накопиченого капіталу і необхідність у нових технологіях. Незліченні вагони завойовників фронтиру рушили через континент у бік Каліфорнії, будуючи по дорозі новий світ з містами й інфраструктурою, здатною підтримувати скажений темп золотої лихоманки. Те, на що, за версією Джефферсона, мало піти тисячоліття, було реалізоване впродовж життя одного покоління. Чому ж досі ми не бачимо колоній на Марсі або бодай бази на Місяці?

Частина друга. На дні гравітаційної ями

Мене часто запитують, чому людина полетіла на Місяць. Запитайте краще лосося, навіщо він пливе проти течії.

Ніл Армстронг

Тож чому досі у нас немає міста на Марсі або хоча б місячної бази? Зазначу той факт, що людство вперше підкорює фронтир, що розташований поза межами нашої планети. Це робить процес дуже складним технологічно, тому і вартісним. Ціна виведення корисного навантаження на орбіту істотно уповільнює розширення життєвого космічного простору нашої цивілізації. Не варто забувати про те, що вся історія людства — це боротьба з простором і часом. Відкриваючи нові горизонти, рухаючись все далі у пошуках кращого життя або лише з цікавості, ми винаходили простіші, швидші, дешевші, безпечніші методи освоєння нових рубежів. Для цього слід було знайти лише відповідний імпульс.

Чи бачимо ми сьогодні на горизонті передумови для справжньої «космічної лихоманки», яка дозволить протягом життя одного покоління закріпитися людству в космосі — якщо не на Марсі, то хоча б на навколомісячній орбіті? Чи зможемо ми перенести економічну, наукову і промислову активність на орбітальні станції, підтримуючи стабільну життєдіяльність людини в умовах космосу? Відповіді на ці запитання може дати поточний стан глобального космічного ринку та його динаміка.

Я роздратований тим фактом, що й досi залишаюся останньою людиной, яка побувала на Мiсяцi.

Юджин Сернан, 2016 рiк

Сьогодні вся космічна економіка, зокрема ракети, зв’язок, дистанційне зондування землі, супутники та пілотовані місії, перевищила 300 млрд доларів, а це приблизно 0,1% світової економіки. Чи цього достатньо? Для порівняння: за часів бульбашки доткомів наприкінці 90-х загальна капіталізація IT-сектора перевищила 5% світового ВВП. Вплив золотої лихоманки у кінці 1850-х був настільки великий, що вона радикально змінила структуру американської економіки, фактично створивши новий економічний центр на західному узбережжі.

Поточного розміру глобального космічного ринку поки недостатньо, щоб викликати тектонічні зрушення у світовій економіці й розпочати новий розділ у підкоренні людством космічного рубежу. Які зміни мають статися, щоб це стало можливим? Сьогодні ми всі є свідками розгортання супутникових мегасузір’їв на кшталт Starlink від SpaceX, Kuiper від Amazon, OneWeb і кількох менш масштабних гравців.

Чи вистачить цього ринку для нової золотої лихоманки? За поєднаннання таких чинників, як підвищення споживання мультимедійного контенту з мобільних девайсів, впровадження безпілотного транспорту, розвиток ринку інтернету речей — сервіси супутникових комунікацій можуть стати імпульсом для зростання космічної економіки до переконливих 3 трлн доларів у наступні 30 років (на думку Bank of America Merrill Lynch). Це буде дуже близько до межі в 5% від об’єму світової економіки (як було за буму доткомів).

Майбутнє з десятками тисяч нових супутників на орбіті зможе радикально змінити не лише космічну логістику, але й земну. SpaceX вже отримала дозвіл на запуск 12 000 апаратів, Amazon — на 3236, OneWeb — на 650, і цей список збільшуватиметься. Вже сьогодні компанія Ілона Маска заявляє про намір запустити додаткові 30 000 супутників на додачу до перших 12 000, OneWeb говорить про плани запуску 48 000 апаратів. Це неабиякий виклик для чинної системи космічної логістики. Знадобляться нові моделі й підходи, щоб опрацювати такий величезний попит на орбіті.

Освоєння територій неможливо уявити без відповідного транспорту. Винаходи нових способів переміщення людей і товарів на значні відстані — залізниця, авіація, контейнерні перевезення — створили світову економіку в її сучасному вигляді. Те ж саме можна сказати й про освоєння космосу. Сама природа навколоземного простору утруднює побудову ефективної системи космічного транспорту. Тут, на Землі, ми перебуваємо на дні гравітаційної ями, з якої дуже непросто вибратися.

Щоб доправити вантаж на орбіту і подолати земну гравітацію, необхідно розігнатися до 8 км/с, що в 20 разів перевищує швидкість кулі. При цьому тільки 1% стартової маси ракети досягне орбіти. Під часзапуску з Місяця цей показник збільшиться до переконливих 70%, а з астероїдів — аж до 99%, що демонструє нам усю складність ракетних пусків із поверхні Землі.

Тиранія рівняння Ціолковського також сприяє розробці та створенню великих важких ракет. Їхня маса залежить від маси палива майже лінійно: чим більший запас палива, тим більші розмір і маса баків для його зберігання, потужніша (отже, масивніша) рушійна установка.

Для того, щоб вирватися з нашої гравітаційної ями та забезпечити доступні ціни для виведення корисного навантаження на орбіту, необхідно будувати великі ракети багаторазового використання. Цей підхід багато в чому визначає сьогодні стратегії компаній SpaceX і Blue Origin, що займаються розробкою саме таких видів ракет (Starship, New Glenn). Їхній запуск сприятиме радикальному зниженню вартості виведення корисного навантаження на орбіту до кількох сотень доларів замість тисяч.

Проте ракети ефективні лише для виведення корисного навантаження великої маси на низькі навколоземні орбіти. Якщо ж нам необхідно доставити вантаж на віддалені орбіти, такі, як геостаціонарна, навколомісячна або точки Лагранжа — необхідно значно збільшити дельта-v (зміна швидкості, використовується для визначення маси палива, необхідної для маневру в космічному просторі) на 5-6 км/с або більше. Традиційні великі ракети для цього малоефективні, співвідношення маси корисного навантаження до стартової маси ракети може впасти до 0,1%, що у результаті призведе до  колосального ціноутворення.

Виходом можуть стати мультимодальні космічні перевезення (ММКП), де великі важкі ракети виводять корисне навантаження на низькі навколоземні орбіти, а звідти флот космічних буксирів, що вже чекають на свої вантажі, розвозить їх по кінцевих орбітах: на геостаціонарну, навколомісячну, до планет Сонячної системи. За такої моделі великі ракети виконують функцію автобусів, а космічні буксири — це таксі, які вирішують проблему останньої милі в космосі.

Подібний підхід дасть можливість радикально знизити вартість доставлення вантажів по всій трасі з низької навколоземної на навколомісячну орбіту до менш ніж 1000 доларів за 1 кг корисного навантаження в наступні 5-10 років і почати системну індустріалізацію космосу.

По-справжньому захопливою стане можливість впровадження абсолютно нових космічних застосувань технологій ММКП, що розташовані за межами традиційних сервісів дистанційного зондування Землі й супутникового зв’язку. Йдеться про орбітальні сервіси (ОС), спрямовані на організацію стабільної життєдіяльності людини в умовах космосу і побудову стійкої орбітальної економіки.

Десятки тисяч супутників і космічних апаратів, запущених SpaceX, Amazon, OneWeb та іншими компаніями, слугуватимуть фундаментом для активного впровадження ММКП і ОС уже найближчими роками. Шлях до підкорення людством космічного фронтиру буде відкритий.

Частина третя. Життя на орбіті

У космосі є місце для багатьох переможців.

Джефф Безос

У лютому 2020 року космічний апарат MEV-1 зістикувався з супутником Intelsat 901, що перебував на орбіті поховання, оскільки вичерпав запаси палива. Northrop Grumman та Intelsat оголосили, що MEV-1 успішно перемістив Intelsat 901 у нову точку на геостаціонарній орбіті, після чого він продовжить працювати упродовж ще п’яти років, генеруючи для компанії Intelsat більш ніж 100 тисяч доларів доходу щодня. На перший погляд, ця подія не видається такою ж ефектною та яскравою, як політ Юрія Гагаріна або перші слова Ніла Армстронга на Місяці, але на майбутнє людства в космосі вона вплине не менше.

Зазвичай супутники оснащуються власними двигунами, які дозволяють їм або підтримувати стабільне положення на орбіті, або змінити його, якщо того вимагає завдання місії. У більшості випадків апарати завершують свою роботу саме через нестачу палива для маневрування, хоча основні інструменти залишаються у робочому стані.

Оскільки створення нового супутника і виведення його на орбіту вимагають величезних ресурсів, інженери давно працюють над концепцією орбітальних сервісів (ОС), котрі сприяюють продовженню комерційного життя апаратів у космосі. Найочевидніший спосіб це зробити — поповнити паливні баки. Проте супутники, що перебувають сьогодні на орбіті, не пристосовані для дозаправлення, і концепцію ОС можна буде застосувати лише до майбутніх апаратів. Над розв’язанням цієї проблеми працюють такі компанії, як Orbit Fab, що тестують перші космічні заправні станції. Проте єдиним реальним на сьогодні методом є механічне захоплення супутника, після чого другий апарат, по суті, виконує роботу двигунів першого, що й було успішно продемонстровано MEV-1.

За умовами контракту, MEV-1 обслуговуватиме супутник упродовж п’яти років, а потім знову відведе його на орбіту поховання. Передбачається, що після того, як MEV-1 звільниться, його відправлять обслуговувати інший апарат, продемонструвавши можливість багаторазового використання для різних ОС. Intelsat уже підписала контракт на другу подібну місію, яка вже на шляху до свого супутника-клієнта. Успішний запуск MEV-2 відбувся 15 серпня 2020 року. Цього разу метою місії є подовження життя Intelsat 1002, запущеного 2004 року. Буде випробуваний такий новий сервіс, як заміна рухової установки на орбіті в апарата, що працює. Завершення місії MEV-2 у лютому-березні 2021 року стане початком ери комерційних орбітальних сервісів і відкриє нові можливості для виробників космічних апаратів. Відтепер при проєктуванні нової техніки інженери та конструктори закладатимуть можливість обслуговування і апгрейду супутників на орбіті.

Успішне впровадження ОС із подовження життя апаратів прокладає дорогу новим проєктам, спрямованим на підвищення орбітальної активності людини та системний розвиток космічної промисловості. Слідом за Northrop Grumman з’являються інші гравці, наприклад, стартап Momentus Space Михайла Кокорича з концепцією космічного буксира, що пропонує сервіс останньої милі для довиведення супутників на фінальні орбіти. Кокорич використовує підхід ММКП для зниження вартості виведення корисного навантаження на індивідуальні орбіти замовників (відео).

Окрім обслуговування супутників, уже існують проєкти зі зведення з орбіти списаних апаратів та іншого космічного сміття. У 2018-2019 роках британський супутник Remove DEBRIS протестував захоплення таких об’єктів за допомогою сітки й гарпуна. В 2023 році має  відбутися перший з двох етапів японської програми, у межах якої супутник зведе з орбіти відпрацьований ступінь ракети.

З початку освоєння людиною космічного простору там накопичилося 7,5 тисяч тонн сміття: з приблизно 20 тисяч штучних об’єктів, що перебувають зараз на орбіті Землі, лише приблизно 2,7 тисяч — це діючі супутники. Інші — апарати, що відпрацювали свій термін, та їхні фрагменти, яких стає дедалі більше.

Моделювання, проведене європейськими фахівцями з ESAʼs Space Debris Office, показує, що уламки, які були створені вибухами та зіткненнями впродовж кількох десятиліть, розподіляться на орбітах заввишки близько 400-800 кілометрів. Це стане серйозною небезпекою для  апаратів, які там працюють, особливо враховуючи плани з розгортання супутникових угрупувань зв’язку Starlink, Kuiper та OneWeb.

Ще 1978 року консультант NASA Дональд Кесслер теоретично описав так званий «синдром», подібний до ефекту доміно на орбіті: у разі перевищення деякої критичної кількості космічного сміття вірогідність зіткнень може почати неконтрольовано зростати. В результаті з’являтиметься нове сміття, що, врешті-решт, зробить низькі орбіти непридатними для використання. Цей ефект згодом отримав назву «синдром Кесслера».

Космічні агентства основну увагу приділяють передусім профілактиці: до нових запусків супутників пред’являють вимоги, закладені в міжнародних угодах і національних законах про космічну діяльність. Наприклад, у стандартах ISO. Там прописано, що будь-який апарат після завершення своєї роботи має бути тим або іншим способом утилізований, тобто зведений з орбіти або відправлений на орбіту поховання. Правда, для цього потрібні робочі інструменти на кшталт активних систем на орбіті, яких там поки що немає.

Вже очевидно, що кількість супутників і об’єктів космічного сміття у ближньому космосі збільшуватиметься швидше, ніж відбувається природне самоочищення низької орбіти.  Ця проблема — вже не питання наступного покоління, як вважалося ще кілька десятків років тому. Це справа, яку потрібно вирішувати вже сьогодні.

Саме тому ми бачимо, як орбітальні сервіси стають реальністю,  забезпечуючи успішне виконання не лише наукових, але й комерційних місій. А головною рушійною силою, що відповідає за їхнє впровадження, стають не держави, а компанії та стартапи, що створюють ландшафт нової орбітальної економіки.

Так відбувалося і раніше в нашій історії, коли підкорення нових рубежів здійснювалося руками зухвалих підприємців і навіть авантюристів. Вони набагато швидше генерували інновації та нові технології, досягаючи з їхньою допомогою неможливих результатів. Ще в XVI столітті королева Єлизавета вдавалася до послуг приватного бізнесу в особі сера Френсіса Дрейка, що вперше впровадив використання кніппелів і брандерів для морських битв, перемоги в яких значно розширили вплив Британської корони. Пізніше, в XVII столітті, за допомогою вже Ост-індської компанії’, Британська імперія взяла під контроль велику частину відомих тоді територій, що призвело до створення Pax Britannica і згодом забезпечило перемогу над Наполеоном в XIX столітті. А зовсім недавно ми з вами стали свідками успішного абордажу МКС кораблем Crew Dragon компанії SpaceX.

Приватний бізнес і відчайдушні підприємці продовжують розширювати межі нашої реальності й сьогодні. Ілон Маск, Джефф Безос, Макс Поляков, Михайло Кокорич, Річард Бренсон створюють фундамент для нашого великого ривка на орбіту. Зовсім скоро ми станемо свідками нової «орбітальної лихоманки», яка серйозно прискорить підкорення людством космічного фронтиру, створивши необхідні умови для розвитку орбітальної економіки та стабільної життєдіяльності в умовах космосу.

Окрім сервісів із подовження життя супутників і прибирання космічного сміття, з’являться можливості організації будівельних робіт і промислового виробництва на орбіті. Ми станемо свідками появи космічних заправних станцій і міжпланетної системи логістики, що сприятиме розвитку орбітальної видобувної промисловості.

Навчившись жити та працювати на орбіті, ми зможемо використовувати цей унікальний досвід у будь-яких куточках Сонячної системи, на поверхні Місяця або Марсу, побудувати колонії у хмарах Венери й орбітальні станції усіх можливих конфігурацій. Перший крок до стійкої орбітальної економіки стане поштовхом до створення нового людства як воістину міжпланетного виду. Cosmo sapiens прийде на зміну Homo sapiens. Еволюція  продовжиться і, як завжди, її каталізатором стане розширення життєвого простору в бік нового фронтиру. Цього разу орбітального.

Яку ж роль у цьому глобальному процесі можуть зіграти Україна й українські космічні компанії?

Частина четверта. Більше ніж ракети

Хто сильний у космосі, той сильний і на Землі.

Гліб Лозино-Лозинський

Місце країн у космічних перегонах завжди визначається комбінацією наявності фінансових, інтелектуальних і технічних ресурсів, їхньою концентрацією в напрямку розвитку національних космічних програм з наступною  інтеграцією у міжнародні партнерства.

Для здобуття глобального лідерства та суб’єктності необхідне створення повноцінної національної космічної екосистеми, де є місце кооперації, конкуренції та партнерству державних та приватних компаній у межах єдиної стратегії.

Яскравим прикладом такої моделі є кооперація NASA з компаніями SpaceX, Blue Origin та Dynetics у глобальному проєкті повернення людини на Місяць за програмою Artemis. Це ефективний підхід до створення державної національної програми із залученням приватного сектора та міжнародних партнерів задля досягнення глобального лідерства. Схожу модель можна застосувати і в Україні, ефективно реалізувавши наш інтелектуальний та технічний потенціали, використовуючи для цього вже розроблені та відпрацьовані технології світового рівня.

Так склалося, що українські підприємства та наукові установи, як частина економічно-промислового механізму колишнього СРСР, завжди були орієнтовані на ракети. Накопичений інтелектуальний потенціал ракетобудування дуже швидко вступив у конфлікт з можливостями та цілями держави в освоєнні космосу. Сьогодні Україна не має в експлуатації власного ракетоносія, свого або хоча б контрольованого космодрому. Держава не виступає замовником на запуск космічних апаратів, а значить — не має запиту на серійне виробництво ракет-носіїв. Очевидно, що парадигма та стратегічні цілі України в космосі мають змінитися, причому так, щоб за рахунок визначених державою пріоритетів космічної діяльності не лише зберегти наявний технічний та інтелектуальний потенціали, а й створити умови для майбутнього лідерства на міжнародній арені. Для цього треба знайти найперспективніший напрям концентрації державних та приватних ресурсів, яких, вочевидь, не вистачить на всі сегменти глобального космічного ринку. Важливо обрати свою нішу та стратегію лідерства в цій галузі. Саме такою стратегією може стати розвиток нашого потенціалу у сфері ОС. Орбітальні сервіси мають стати дороговказом для нового українського космосу.

Зрозуміло, що розробка технологій ОС вимагатиме нових досліджень та інноваційних технічних рішень. У першу чергу, це вивчення поведінки рідин в умовах мікрогравітації та відпрацювання відповідних технологій дозаправлення космічних апаратів; вивчення поведінки адитивних матеріалів та відпрацювання технологій виробництва, тестування методів та технологій вторинної переробки космічних апаратів, що відпрацювали термін операційного життя, зварювання в умовах мікрогравітації. Тим більше, що цими напрямами українська наука вже займалась і має неабиякі напрацювання.

Передвісником ОС в Україні стала ідея так званого подвійного старту, технічно описана та запатентована КБ «Південне». Задля збільшення маси корисного навантаження, яке виводиться на орбіту, пуск здійснюється у два етапи: спочатку запускається космічний буксир (сервісний апарат), потім — корисне навантаження (клієнтський апарат). На опорній орбіті вони стикуються. Далі відбувається трансфер пари до точки стояння корисного навантаження на робочій орбіті. Після розстикування клієнтський апарат розпочинає виконувати функції згідно з призначенням, сервісний апарат повертається на опорну орбіту та може бути використаний повторно. Розрахунки показали економічну ефективність такого підходу.

Один із головних викликів для інженерів-конструкторів  орбітальних сервісів — це організація неруйнівної взаємодії орбітального апарата з апаратом клієнта. В активах українських підприємств є багаторічна розробка та виготовлення космічних апаратів різних типів. Розвиток цієї компетенції робить питання розробки та виготовлення платформи для орбітальних сервісів абсолютно реалістичним. Ще одна важлива, та навіть критична для успіху, компетенція українських підприємств у сфері ОС — розробка та виготовлення систем зближення та стикування. Тридцятирічний досвід компанії «Курс» дозволяє впевнено говорити про можливості створення такої системи для апаратів орбітального сервісу. Навіть більше, суттєвою конкурентною перевагою українського підходу до створення систем зближення та стикування є використання радіолокаторів як базових елементів забезпечення вимірювань під час зближення об’єктів. Завдяки надійній роботі системи «Курс», яку розробляли та виготовляли на Київському радіозаводі та яка з 1985 року перебуває в експлуатації, було здійснено понад 300 успішних стикувань на орбіті, що становить майже 65% всіх стикувань в історії космонавтики.

Сьогодні на базі технологій «Курс» заснований український стартап Kurs Orbital, який ставить за мету створення орбітальної логістичної системи з флоту космічних буксирів задля підтримки розвитку промисловості поза межами Землі. Саме такі амбітні проєкти, які водночас базуються на відпрацьованих технологіях, сьогодні вкрай необхідні Україні для виходу на глобальний космічний ринок і для затвердження власної суб’єктності у світі.

Організація орбітальних сервісів є перспективним напрямом розвитку космічної індустрії для України ще й тому, що вимагає будівництва не одного апарата, а створення та експлуатації флоту космічних буксирів, які працюють у режимі очікування контракту на надання послуг і розташовані на різних орбітах. Крім того, необхідно буде їх замінити після закінчення терміну роботи. Для промисловості це означає певну серійність виготовлення апаратів, отже — високу економічну ефективність виробництва.

Розвиток технологій ОС змінює парадигму супутникобудування. Успішні приклади проведення орбітальних сервісів та економічні переваги визначають тенденцію на зміну сьогоднішніх підходів до дизайну конструкції космічних апаратів, створення кооперованих платформ та таких, що можуть активно обслуговуватись. Насамперед йдеться про модульний принцип побудови платформ апаратів, причому модулі повинні передбачати відносно прості інтерфейси, можливості їхнього обслуговування (заміни) на орбіті. Крім цього, такий дизайн дасть змогу зменшити рівень резервування апаратури, що означає зменшення мас-габаритних характеристик апарата і, як наслідок, економію на оплаті пускових послуг.

Модульний дизайн створює умови для апгрейду супутників, а дозаправлення дає можливість забезпечити апарат мінімально необхідним обсягом робочого тіла і, знову-таки, зекономити на пускових послугах. Можливо, на першому етапі модульний дизайн апаратів буде дещо дорожчим у виготовленні, але поступова стандартизація службових модулів, систем зближення та інтерфейсів стикування або захвату, конекторів для дозаправлення, безумовно, знизить собівартість виготовлення таких платформ.

Зрозуміло, що виконання операцій з будівництва (збирання) великих об’єктів, таких, як орбітальні станції, також буде вимагати поєднання космічних модулів між собою та сервісним апаратом. Тож кооперованість та придатність до обслуговування будуть визначальними трендами сучасного супутникобудування. Це нова можливість для лідерства та перспективна ніша для українського космосу.

Ми не встигли за стрімким розвитком супутникових технологій у минулому, програвши цей ринок конкурентам, бо історично були ракетно орієнтованими. Водночас  сьогодні ми не здатні конкурувати з Ілоном Маском та Джеффом Безосом у виробництві надпотужних ракет-носіїв. Для цього відверто немає ані фінансових, ані виробничих можливостей. Але космос — це вже більше ніж ракети. Прямо зараз закладаються основи будування космічних апаратів нового покоління на базі стандартів ОС. І ми маємо всі шанси використати власний досвід та відпрацьовані технології для повернення України до клубу провідних космічних держав світу. Стати суб’єктом нової хвилі освоєння космосу, лідером у розвитку орбітальних сервісів та у підкоренні нового фронтиру для людства. Тож спробуймо не проґавити цей шанс.

Поделиться