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.
Фирма Lockheed Martin использует для коммерческих запусков три двухступенчатых РН семейства Atlas-Centaur: Atlas-2, Atlas-2A, Atlas-2AS. С 1997 г. не используется их предшественница РН Atlas-1. Эти РН способны выводить КА на орбиту, переходную к геостационарной, и различаются между собой главным образом грузоподъемностью. Эксплуатируемая с 1991 г. РН Atlas-2 (табл.) с 1995 г. производится только в г….
До середины 1960-х гг. для управления конкретными типами КА создавались специализированные сети слежения. Они разрабатывались разными фирмами, имели свою аппаратуру управления КА и наземные станции. Это относится к большинству гражданских и военных КА того периода. Недостатком такой организации управления КА было быстрое увеличение числа наземных станций слежения при их относительно малой загрузке, что привело к…
Космическая деятельность относится к категории высших государственных приоритетов России вне зависимости от социально-экономических реформ и преобразований и, безусловно, должна базироваться на государственной поддержке — политической, экономической, юридической. В основу ее организации должен быть положен программно-целевой подход, основанный на выделении приоритетных целей космической деятельности и разработке программы их достижения, определяющей главные цели и задачи космической деятельности…
Экологические проблемы и стремление к повышению конкурентоспособности РН «Ангара» делают весьма актуальным появление в перспективе всеазимутальных вариантов РН, не требующих для своей эксплуатации отчуждения районов падения отделяющихся частей на суше. С этой целью ракетные блоки первой ступени РН должны оснащаться системой спасения самолетного типа, обеспечивающей их возвращение в район старта после отделения от РН. При…
При создании космодромов приходится решать целый ряд проблему прежде всего это проблемы безопасности и экологии. Такие технологические объекты космодрома, как стартовые комплексы, заправочно-нейтрализационные станции, хранилища компонентов ракетных топлив, твердотопливных двигателей и пиросредств, являются источниками повышенной опасности. Кроме того, стартующая ракета космического назначения создает существенную угрозу по направлению ее полета для окружающей среды и людей. Компоненты…
С запуском в СССР 4 октября 1957 г. первого в истории цивилизации искусственного спутника Земли началась эра практического исследования и освоения космического пространства — совершенно новой и чрезвычайно специфичной сферы человеческой деятельности. Даже будучи сугубо мирной, такая деятельность в силу своего глобального характера затрагивает интересы всех стран и народов. Все это обусловило возникновение и развитие…
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…