Основные направления развития орбитальных средств
Новые технологии, носящие революционный характер, существенным образом повлияют на облик, характеристики и стоимостные показатели орбитальных средств XXI в.
Эксперты выделяют следующие основные направления, определяющие разработки перспективных КА:
Бортовая обработка, источники питания, средства связи. Новые принципы использования КА, заключающиеся в оплате потребителями услуг только тогда, когда они ими пользуются, повлекли за собой необходимость создания бортовых средств обработки сигналов для осуществления фильтрации и маршрутизации данных, а также для их восстановления на борту КА. В ближайшие 10…15 лет ожидается крупный прорыв в области обработки данных на борту КА. В его основе лежат успехи в вычислительной технике.
Для увеличения энерговооруженности КА предполагается использовать усовершенствованную технологию создания маховиков, которые можно будет использовать в высокоресурсных системах энергоснабжения и в устройствах накопления энергии. Исследуются возможности повышения КПД солнечных элементов до значений, близких к теоретическому пределу (37…40 %).
В области связи важным направлением является разработка фазированных антенных решеток (ФАР) с электронным управлением диаграммой направленности и изменяемой конфигурацией. Снижение стоимости ФАР при этом предполагается обеспечить сочетанием предъявляемых требований и полученных достижений в конструировании антенн, производстве материалов и полупроводниковых приборов.
Силовые установки. Электроракетные ДУ (ЭРДУ) дают возможность использовать намного меньший запас топлива по сравнению с традиционными химическими системами. Однако их применение для других целей,кроме обеспечения ориентации и стабилизации, ограничивается низким уровнем тяги. Повышение уровня тяги ЭРДУ, ожидаемое в ближайшие годы, позволит использовать их для межорбитальных переходов. Так, при мощности бортового источника питания 50 кВт перевод спутника связи с помощью ЭРДУ с низкой орбиты на геостационарную займет менее одного месяца.
Миниатюризация. Успехи в области микроминиатюризации элементной базы космической техники позволят значительно уменьшить массу как целевой аппаратуры, так и обеспечивающих систем. Так, масса системы ориентации за период 1980-2020 гг. сократится, как это видно из рис., практически на порядок.
Стремление к снижению массогабаритных характеристик в обозримой перспективе будет присуще развитию орбитальных 
средств, размещаемых на низких и средних орбитах. Рассматривается возможность создания систем с распределенными параметрами на основе использования большого числа микроспутников (масса 10…100 кг) и наноспутников (масса до 10 кг), а в более отдаленной перспективе (2010-2020 гг.) — на основе спутников массой примерно 1 кг.
Надувные конструкции. Они могут повысить степень миниатюризации (путем размещения КА в небольшие контейнеры для снижения стоимости запуска) и одновременно дают возможность размещения в космосе огромных конструкций размерами до 300 м.
Оптические системы. Использование оптических или лазерных средств межспутниковой связи позволит повысить скорость передачи данных до уровня 0,5 Гбит/с. Кроме точности наведения луча, серьезных преград для использования лазерной связи между К А не существует.
Робототехника. Ведутся разработки группировок робототехнических КА. Такие КА смогут устанавливать связь между собой, собирать информацию, выполнять различные операции без вмешательства человека, в том числе производить ремонт.
Западноевропейский космический консорциум Arianespace уже более 10 лет эксплуатирует семейство РН среднего класса Ariane-4 (первый пуск РН Ariane-4 был осуществлен 15 июня 1988 г.), коэффициент надежности которой составляет 0,97. Модификации этой РН позволили вывести около 1400 спутников. Ниже описаны модификации, эксплуатируемые в настоящее время. В процессе реализации программы создания трехступенчатой РН Ariane-4 было изготовлено 6…
Аэрокосмическая промышленность — одна из динамично развивающихся, наукоемких, прибыльных и перспективных отраслей мировой экономики. В последние годы эта отрасль охвачена процессами, которые изучаются многими специалистами различного профиля — политологами, экономистами, юристами и т.д. Этот интерес вызван стремлением понять и, по возможности, направлять эти процессы, прогнозировать их дальнейший ход и последствия. Разные авторы используют свои термины…
Учитывая перспективы развития и совершенствования науки и технологий, прогнозируемые потребности государственных и коммерческих структур в использовании космоса,можно сделать вывод, что характерной чертой космической деятельности в XXI в. будет не только стремление к достижению новых количественных и качественных рубежей в развитии космических систем, но и создание новых высокотехнологичных космических средств и систем различного целевого назначения, затрагивающих…
Современный уровень развития науки и техники, имеющийся задел в разработке элементной базы многоразовых космических систем (МКС) и созданная к настоящему времени экспериментальная база, а также существующая технология производства в ракетно-космической и авиационной отраслях промышленности позволяют уже в ближайшем будущем рассматривать вопросы, связанные с проектированием и разработкой перспективных МКС. В настоящее время достаточно четко сформировались три…
Под наземным комплексом управления (НКУ) понимают совокупность наземных радиотехнических и вычислительных средств с соответствующим методическим и математическим обеспечением, предназначенных для управления полетом КА и контроля работы его бортовых систем. НКУ функционирует в период орбитального полета КА от момента отделения его от ракеты-носителя до прекращения активного существования. Основные целевые задачи НКУ могут быть сформулированы следующим образом:…
Основополагающие нормы и принципы общего международного права в полной мере относятся и к космической деятельности. К таким общим принципам ее организации и практического осуществления относятся, в частности, принципы запрещения национального присвоения, свободного доступа, международной ответственности. Общепризнанным координирующим международным центром по развитию этих принципов в направлении разработки конкретных норм космического права считается Генеральная Ассамблея ООН. Свидетельство…
К РН промежуточного класса (по американской классификации) можно отнести находящиеся в настоящее время в Китае в эксплуатации две модификации базовой трехступенчатой РН Чанчжэн-3 (CZ-3): Чанчжэн-ЗА (CZ-3A) и Чанчжэн-3В (CZ-3B),npинципиально не отличающиеся от базовой РН Чанчжэн-3,а также РН Чанчжэн-2Е (CZ-2E). Зарубежные специалисты считают эти РН идентичными американской РН среднего класса Delta-2. На РН Чанчжэн-3 китайцы впервые…
Причины, вызвавшие к жизни и продолжающие подпитывать процесс реструктуризации аэрокосмических фирм за рубежом, условно могут быть разделены на три группы: военно-политические, экономические и ресурсные. В основе военно-политических причин лежат новые условия, складывающиеся в мире после завершения «холодной войны», когда сокращения выделяемых на военные нужды ассигнований привели к уменьшению военных заказов. Так, с 1987 по 1994…
В области систем мониторинга следует выделить ряд приоритетных направлений развития, связанных как с повышением глобальности и оперативности наблюдения земной поверхности и околоземного пространства космическими средствами,так и с повышением эффективности решения задач прогноза и контроля, в том числе перспективные методы прогноза и контроля опасных природных явлений, биоэнергоинформационного состояния районов, городов, сельскохозяйственных угодий, пастбищ, геологического изучения территории…
История пилотируемой космонавтики началась 12 апреля 1961 г., когда советский летчик-космонавт Юрий Гагарин совершил первый космический полет продолжительностью 108 минут и навсегда вошел в историю развития нашей цивилизации. Это событие аккумулировало в себе титанические усилия и накопленный научно-технический потенциал ракетно-космической отрасли СССР. Пилотируемое освоение космоса давалось нелегко. Достижения и свершения сопровождались потерями и трагедиями. Мрачный…