16 июня грузовой космический корабль "Прогресс" доставил на борт Международной космической станции наноспутник ТНС-0 №2. О задачах и перспективах этого проекта ТАСС побеседовал с главным конструктором ТНС-0 №2, сотрудником холдинга "Российские космические системы" (РКС) Олегом Панцырным.
— Когда состоится запуск в открытый космос вашего нового наноспутника?
— Спутник был доставлен на борт МКС 16 июня. Запуск его в открытый космос планируется в августе, при выходе космонавтов в открытый космос.
— Что такое наноспутники и чем они отличаются от обычных?
— Прежде всего весом и размерами. То, что принято называть наноспутниками, — это класс космических аппаратов, масса которых не превышает 10 кг.
Масса обычных спутников зависит от их назначения. К примеру, каждый спутник навигационной системы ГЛОНАСС весит около тонны, американский геостационарный метеоспутник GOES-R весит больше пяти тонн, российский аппарат дистанционного зондирования Земли "Ресурс-П" — больше шести.
В то же время направление малых космических аппаратов развивается очень быстрыми темпами. Уже сейчас аппараты массой 50–150 кг используются для решения коммерческих задач. А по количеству запусков классы малых (массой до 500 кг) и больших космических аппаратов практически сравнялись.
— Какие наработки в области наноспутников есть в России?
— Разработки в этой сфере ведутся. Все аппараты этого класса можно условно разделить на профессиональные и студенческие. Последние отличаются тем, что создаются для решения образовательных задач. Например, очень серьезно к этому направлению относятся в Самарском государственном аэрокосмическом университете, где работы ведутся при поддержке специалистов РКЦ "Прогресс". Я знаю, что они работают над проектами нескольких космических аппаратов нанокласса.
Первый современный аппарат нанокласса, созданный РКС, был запущен с борта МКС в 2005 году
Что касается профессиональных аппаратов нанокласса, то в России их создают три компании — "Даурия", "Спутникс" и РКС. Мы начали опыты в этой области еще в 1980-е годы, а первый современный аппарат нанокласса, созданный специалистами РКС, был запущен с борта МКС в 2005 году. Это был технологический наноспутник ТНС-0 №1 массой 5 кг. За время его работы на орбите мы испытали более 10 новых технологий и приборов.
После этого мы продолжили работу по совершенствованию платформы и вместе с РКК "Энергия" создали два новых аппарата нанокласса.
— Как будет использоваться ваш новый спутник?
— Сначала нам будет необходимо протестировать отдельные приборы космического аппарата и всю систему в целом. Затем начнем проводить эксперименты по сбору научной информации, необходимой для построения более совершенных систем на базе аналогичных аппаратов. Кроме того, одна из практических задач этого аппарата — получение летной квалификации приборов. Любые приборы, которые запускаются в космос, должны получать летную квалификацию. Для этого они устанавливаются для работы в тестовом режиме на космические аппараты либо проходят специальную длительную наземную отработку.
Любые приборы, которые запускаются в космос, должны получать летную квалификацию
Если прибор получил летную квалификацию — доказал возможность безотказной работы в условиях космоса при перепаде температур и воздействии радиации, то он уже может использоваться на любых космических аппаратах. Мы очень заинтересованы в получении летной квалификации для созданных в РКС приборов при помощи наноспутников — это относительно простой и дешевый путь.
— Что за приборы планируется испытывать?
— На борту спутника — экспериментальная аппаратура навигации, которая предназначена для определения положения космического аппарата по сигналам GPS/ГЛОНАСС. Она будет периодически включаться, тестироваться, а информация с нее будет передаваться на Землю.
Кроме того, мы установили на борту аппарата целый набор солнечных датчиков, которые предназначены для определения ориентации объекта относительно центра масс — как он расположен по отношению к Солнцу, Земле, звездам в каждый момент времени. Также в ходе работы наноспутника на орбите будут испытываться новый бортовой вычислитель, система питания и солнечная батарея.
Одна из задач нашего эксперимента — накопить телеметрическую информацию
Помимо этого, ожидается, например, что он поможет нашим коллегам из Института прикладной математики им. Келдыша, которые сейчас работают над созданием программного обеспечения для активной системы ориентации космического аппарата. Одна из задач нашего эксперимента — накопить телеметрическую информацию для специалистов института, чтобы они могли проверить свою модель на базе экспериментальных данных.
— Сколько весит аппарат и какую массу полезной аппаратуры на нем можно разместить?
— Сам по себе аппарат — это платформа, которая со всеми служебными системами весит 4 кг, соответственно, там есть определенный ресурс для размещения полезной нагрузки. Если мы находимся в классе наноспутников, то это 6 кг.
— Имеется представление, что может стать такой полезной нагрузкой?
Интерес к нашей работе уже проявил НИИ ядерной физики МГУ
— Это прежде всего научные приборы. Интерес к нашей работе уже проявил НИИ ядерной физики МГУ. Они хотят использовать нашу платформу для изучения ионосферы. Кроме того, РКК "Энергия" совместно с Институтом медико-биологических проблем рассматривает возможность исследования при помощи нашей платформы влияния на биологические образцы факторов космического пространства. На МКС такие эксперименты проводятся уже давно, но для определенных исследований необходимо, чтобы образцы были в открытом космосе, а не на борту станции.
— Как будет осуществляться связь с аппаратом?
— Для таких аппаратов одним из критериев выбора канала передачи информации является его стоимость. Использовать для передачи радиоканал, в котором будут задействованы штатные системы наземного комплекса управления космическими аппаратами, — это слишком дорогое удовольствие. Сейчас основной канал связи — это спутниковая система связи GLOBALSTAR, но в последующих проектах мы рассматриваем возможность перехода на российскую систему.
— Сколько аппарат проживет в космосе?
— Срок активного существования, по нашим расчетам, составит 3–5 месяцев. Как показывает практика, это то время, за которое можно собрать достаточно информации, — полученные результаты обойдутся в разы дешевле, чем если бы мы их получили при помощи крупных космических аппаратов.
— Можно ли увеличить срок активного существования спутника?
— Да, это вполне реально. Вместе с РКК "Энергия" мы прорабатываем возможность вывода наноспутников на более высокие орбиты при помощи грузовых кораблей серии "Прогресс". После того, как "Прогресс" отработал свое целевое назначение, он подлежит затоплению. Обычно после отстыковки ему поднимают орбиту и уже после этого дают импульс на затопление. Если в этот момент запустить с борта спутники, то они будут работать на орбите в 500–600 км, на 100–200 км выше, чем аппарат, запущенный вручную с МКС. Это довольно "долгоживущие" орбиты, на которых аппарат может проработать год и больше. Правда, для этого потребуется специальный пусковой контейнер.
Мы прорабатываем возможность вывода наноспутников на более высокие орбиты
Вообще небольшая продолжительность жизни — это далеко не всегда недостаток. Если мы говорим об использовании наноспутника для проведения научных экспериментов, то, учитывая его невысокую стоимость, "держать" его на орбите дольше необходимого срока не имеет никакого смысла. Сейчас очень большая проблема — это очистка орбиты от мусора. Массовый запуск маленьких аппаратов на высокие орбиты может серьезно усугубить эту проблему. При этом далеко не всегда в этом есть какой-то смысл. С низкой орбиты аппарат довольно быстро после завершения эксплуатации уйдет в атмосферу, в этом его преимущество — выполнил задачу и сгорел без остатка.
— Сейчас много говорят об использовании наноспутников для создания сетей коммуникаций, раздачи интернета и т. д.
— Почему бы и нет. Здесь вопрос в энергетике — это, кстати, тоже будет частью нашего эксперимента. Мы планируем определить, какой у нас будет среднесуточный баланс энергии. Площадь батарей относительно небольшая, но, по расчетам, у нас есть достаточно большой запас.
— Какие вообще коммерческие задачи могут решать наноспутники?
— Наноспутник обычно создается для решения небольшого круга задач. Чаще всего это отработка технологий, но теоретически группировки таких аппаратов могут использоваться для обеспечения связи и дистанционного зондирования. Для этого требуется дальнейшая миниатюризация подсистем и полезной нагрузки. В мире довольно много компаний работают в этом направлении, и результат обязательно будет, но какой и когда — пока предсказать сложно.
Надо понимать, что не только наноспутники, но даже малые космические аппараты в обозримой перспективе не заменят больших собратьев, хотя и потеснят их на рынке космических услуг в таких областях, как спутниковая связь или отдельные задачи дистанционного зондирования Земли.
— Есть ли планы по созданию новых наноспутников?
— Первые три наноспутника были созданы в рамках действующей в РКС программы, принятой еще в 2003 году. С запуском второго наноспутника она будет полностью выполнена. Имеется, правда, еще один ТНС-0 №2, который проходил испытания на Земле. Ресурс тестового аппарата сохранен, поэтому рассматривается возможность его запуска после завершения работы основного аппарата.
Но в целом программа выполнена, поэтому сейчас мы приступили к созданию новой дорожной карты развития этой компетенции в рамках нашей компании. У нас уже на подходе целый ряд приборов, которые мы хотели бы установить на нашу платформу. Это, в частности, проект создания не требующей электропитания микромеханической системы терморегуляции аппарата, а также испытания новых компактных звездных датчиков, которые РКС разрабатывает вместе с созданной в МГУ частной компанией "Азмерит".
Беседовал Дмитрий Струговец