Малые космические аппараты: ожидания и реальность
По материалам доклада, представленного на круглом столе « Малые космические аппараты – инструмент решения задач Воздушно-космических сил» во время форума «Армия–2016».
Николай Николаевич Клименко, кандидат технических наук, заместитель генерального директора АО «НПО Лавочкина», Москва, Россия, Klimenko@laspace.ru
Статья журнала ВКС, №3/4 (88/89) декабрь 2016
Завышенные ожидания
В рамках традиционного консервативного подхода и конструкторы, и заказчики рассматривают малые космические аппараты (МКА) как альтернативу большим КА, предъявляя к ним высокие и реально недостижимые тактико-технические требования. Это приводит к завышенным требованиям и, как следствие, к отсутствию реалистичных практических результатов в области создания и применения МКА для наблюдения критических по времени объектов на земной поверхности.
Современная концепция создания и применения МКА должна рассматривать в качестве определяющей и приоритетной задачу обеспечения непрерывности наблюдения заданных локальных районов с предоставлением информации подвижным пользователям по требованию, в особые периоды обстановки длительностью от нескольких месяцев до одного года.
Для этого нужна орбитальная группировка в составе 20-25 малых космических аппаратов из недорогих, быстро изготавливаемых из доступных комплектующих и ЭКБ, а также своевременно развёртываемых на орбите. При этом должно допускаться снижение срока активного существования до одного года, а при необходимости и до полугода, а также использование нетрадиционных низких орбит для снижения требований к размеру апертуры оптической системы.
Следующий подход к решению этой задачи заключается в том, что наряду с технологией космических аппаратов существует технология псевдокосмических аппаратов
.jpg)
Возможные альтернативы
Наилучшими возможностями для непрерывного наблюдения за заданными локальными районами обладают геостационарные КА. Но их использование в рамках консервативных представлений невозможно вследствие чрезмерных массогабаритных характеристик классических телескопов при приемлемом разрешении на местности.
Однако создание лёгких складных оптических систем мембранного типа с диаметром апертуры 10 метров, а в перспективе и 20 метров, опровергает это представление. Мембранные оптические системы смогут обеспечить слежение за изменением положения критически важных объектов с разрешением от 2 до 2,5 метра с геостационарной орбиты.
Другой альтернативой МКА, находящимся над локальным районом лишь несколько минут, могут стать так называемые псевдокосмические аппараты (ПКА), представляющие собой стратосферные беспилотные летательные аппараты на солнечной энергии с большой длительностью беспосадочного полёта. ПКА обеспечивают наблюдение заданных районов, сопоставимых по площади с территорией таких стран, как Афганистан, Сирия, в режиме «неморгающего глаза» за счёт многосуточного барражирования по замкнутому маршруту с аппаратурой для высокодетальной съёмки.
.jpg)
.jpg)
Круглый стол «Малые космические аппараты – инструмент решения задач Воздушно-космических сил»
Зарубежный опыт
За рубежом – прежде всего в США – концепция создания и применения МКА формируется уже четверть века, начиная с 1991 года, с событий в зоне Персидского залива. Результаты разработки МКА по программам TACSAT, ORS, System F6 не в полной мере оправдали ожидания военных заказчиков.
Текущий период характеризуется стремлением обеспечить максимально возможный темп обновления информации по локальным районам в особые периоды военно-политической обстановки. Ориентиром может быть проект SeeMe, в рамках которого непрерывность наблюдения и предоставление видовой информации по требованию мобильным пользователям реализуется орбитальной группировкой в составе 24 МКА стоимостью всего 500 тысяч долларов, весом до 20 кг, с небольшим (45 суток с доведением до 60-90 суток) сроком активного существования на нетрадиционных орбитах высотой 200-300 километров.
При этом оптическая система обеспечивает разрешение около 1 метра при диаметре апертуры всего 25 см. Для недорогостоящего запуска таких МКА планируется использовать авиационный носитель, создаваемый по проекту ALAS. Проект SeeMe предполагает поточное производство недорогих МКА для наращивания орбитальной группировки в особые периоды политической обстановки. Это делает проект привлекательным для предприятий ОПК, несмотря на невысокую стоимость отдельного МКА.
За рубежом также ведутся интенсивные работы по созданию ПКА. Перспективный проект VULTURE предусматривает разработку ПКА SolarEagle для пятилетнего беспосадочного полёта на высотах до 30 тысячи метров с полезной нагрузкой до 400 кг. Принятый на вооружение ПКА Zephyr способен находиться на «атмосферной орбите» до 14 суток на высотах до 21 тысячи метров. При этом его стоимость не превышает 1/10 стоимости традиционного БПЛА типа Global Hawk и 1/1000 стоимости традиционных КА типа WorldView.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
НПО имени С. А. Лавочкина предлагает
В НПО имени С. А. Лавочкина для решения задач фундаментальных космических исследований разработан ряд МКА на базе микроплатформы «Карат», которая не имеет аналогов по возможности трёхосного управления по заданным алгоритмам. Модульный принцип построения позволяет устанавливать различную полезную нагрузку.
На этой основе сформированы предложения по созданию МКА в интересах военных заказчиков для развёртывания орбитальной группировки на различных высотах.
В НПО имени С. А. Лавочкина создан первый в стране опытный образец – псевдокосмический аппарат ЛА-251 «Аист». В настоящее время разрабатывается экспериментальный ПКА ЛА-252 «Аист». Сформирована концепция их применения для решения задач, связанных с непрерывным наблюдением локальных районов. Проведены испытания опытного образца, получены положительные отзывы заинтересованных потребителей. Конечно, существуют и проблемные вопросы, но они, как показывает зарубежный опыт, имеют реальное решение.
Предложения имеются – заказов нет. Развитию этого актуального сегмента космической индустрии препятствуют не только причины экономического характера, но и закоренелый консерватизм мышления, который традиционно может привести к нарушению баланса в области информационного обеспечения группировок войск и оружия.
Ожидаемая дата первого полёта – конец 2016 года. Силовой каркас изготовлен из композиционного материала на основе высокомодульного углеродного волокна. Рекордные массо-энергетические характеристики. Модульный принцип построения планера.
4034 
