Рука помощи с орбиты: DARPA наконец готова дозаправлять спутники за 35 000 км от Земли

DARPA наконец готова испытать дозаправку спутников на дальних земных орбитах, чтобы заставить эти машины работать немного дольше.

Долго откладывавшийся демонстратор роботизированного обслуживания геосинхронных спутников (RSGS) от DARPA (Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов США) должен запуститься уже этим летом, сообщила исследовательская и разрабатывающая группа американских военных в среду (20 мая). И, как следует из названия, роботы станут неотъемлемой частью работы космического аппарата.

Сердцем миссии станет «высокоточный роботизированный сервисный комплекс», заявили в DARPA, который сможет выполнять несколько критически важных задач, чтобы помочь спутникам, нуждающимся в поддержке: «модернизация на орбите, инспекции, устранение аномалий и перемещение спутников». Более того, DARPA намерена повысить амбициозность, выполняя эту работу далеко от нашей планеты. Программа нацелена на обслуживание спутников на геосинхронной орбите (GEO), которая находится примерно в 35 786 километрах над Землёй.

Эти спутники, вращающиеся примерно в 90 раз выше, чем Международная космическая станция (400 км), расположены в «золотой середине», где скорость их орбиты совпадает с вращением Земли. Такое положение позволяет им постоянно видеть один и тот же участок планеты, что полезно для обеспечения надёжной телекоммуникационной связи или для долгосрочного климатического и оборонного мониторинга. Но на таком отдалённом расстоянии от Земли у спутников на GEO обычно мало вариантов, когда у них заканчивается топливо, кроме как просто увести их с орбиты, чтобы им на смену пришёл новый спутник. На фоне растущего количества космического мусора и риска столкновений именно здесь DARPA и её партнёры по миссии намерены изменить ситуацию.

RSGS была впервые анонсирована в 2017 году, но по разным причинам задерживалась, сообщает Breaking Defense. Первоначальный подрядчик, тогда известный как Maxar Technologies, покинул проект в 2019 году, а затем пандемия нарушила цепочки поставок в индустрии. Новый основной подрядчик, SpaceLogistics (дочерняя компания Northrop Grumman), также столкнулся с трудностями при интеграции полезной нагрузки DARPA на свой космический аппарат. Но в DARPA подчёркивают, что RSGS наконец готова к полёту. Если запуск состоится вовремя, RSGS начнёт работу в 2027 году после десятимесячного путешествия к геосинхронной орбите с использованием электрической тяги.

Конечная цель DARPA — создать обслуживающий космический аппарат, который сможет работать на орбите годами, потенциально помогая десяткам спутников. Более того, агентство подчеркнуло, что обслуживание выйдет далеко за рамки простой дозаправки. «Даже полностью функциональные спутники часто преждевременно завершают свою эксплуатацию просто потому, что несут на борту устаревшее оборудование, — что крайне обидно для владельцев активов стоимостью в сотни миллионов долларов. Не имея возможности обслуживания на орбите, геосинхронные спутники оснащаются резервными системами и максимальным запасом топлива, что увеличивает их сложность, вес и стоимость», — заявили в DARPA.

Типичный геостационарный спутник служит около 15 лет, согласно данным IEEE. Это очень долгий срок по сравнению, скажем, со спутниками SpaceX Starlink на низкой околоземной орбите (LEO), которые могут работать около пяти лет. Но быстрая сменяемость Starlink и других LEO-спутников также гарантирует, что их технологии не устаревают, и что спутники можно часто и недорого заменять. В случае с GEO дело обстоит иначе.

DARPA и её партнёрам предстоит доказать, что они могут обслуживать геостационарный спутник, запуск которого стоит сотни миллионов долларов, с приемлемой скоростью и по доступной цене. Они также конкурируют в быстрорастущей области с другими компаниями, изучающими космическое обслуживание, от Astroscale до Thales Alenia Space. Однако агентство не только представляет свой подход как возможный, но и заявляет, что программа RSGS создаст совершенно новый подход к эксплуатации спутников. «Переходя от парадигмы одноразовых космических активов к парадигме устойчивых, модернизируемых и живучих спутников, RSGS нацелена на фундаментальное изменение космических операций как в государственном, так и в частном секторах», — написали официальные лица о миссии. «С запуском на горизонте программа RSGS готова проложить путь к более устойчивой и живучей инфраструктуре в космосе».

Представьте себе будущее, где спутники не выбрасывают, как старые телефоны, а «обновляют прошивку» и доливают топливо прямо на орбите, словно автомобили на заправке. RSGS делает первый шаг к этому будущему, и если всё пойдёт по плану, уже через пару лет у инженеров на Земле появится новый инструмент — роботизированная рука на высоте 35 000 километров, готовая протянуть помощь умирающему, но такому дорогому механизму. Возможно, именно так мы наконец начнём по-настоящему осваивать космос — не как одноразовую свалку, а как пространство, где можно работать, чинить и строить на годы вперёд.