Диск вместо кубика: разработан новый формат микроспутников для «мегасозвездий»
Одна из крупнейших в мире консультационных организаций в области космонавтики предложила новый форм-фактор сверхмалых спутников. В отличие от ставшего стандартным «формата» кубсатов, дисковый типоразмер предлагает более высокую энерговооруженность на единицу массы. При этом не требует сложных раскладных солнечных панелей, что важно для простых и дешевых аппаратов, производимых массово.
Американская некоммерческая организация The Aerospace Corporation более полувека оказывает услуги по профессиональной экспертизе космической техники. Среди прочего она одной из первых приняла и начала развивать революционный для своего времени форм-фактор нано- и микроспутников (1-10 и 10-100 килограммов, соответственно) CubeSat в начале 2000-х. Это аппараты, размеры и масса которых кратны кубу со стороной десять сантиметров массой 1,33 килограмма (принят за единицу 1U).
Фактически, разработка и совершенствование типоразмеров кубсатов сделали для аэрокосмической индустрии то же самое, что принятие интермодальных ISO-контейнеров за единый стандарт в транспортной сфере. В частности, создание и выведение спутников стало доступным для широчайшего спектра организаций, включая образовательные институты.
В свете появления все большего количества различных ракет-носителей на рынке Aerospace Corp. предлагает новый универсальный форм-фактор микроспутников. Это диск диаметром 100 или 120 сантиметров, в зависимости от назначения аппарата и доступного под обтекателем ракеты объема. Он ни в коем случае не исключает существование кубсатов — те занимают несколько иную нишу. Но зато делает создание малых спутников радикально проще и дешевле.
Подробная презентация концепции DiskSat опубликована на портале мероприятия Small Satellite Conference, которое прошло в Университете штата Юта этим летом. Первый технологический демонстратор нового типоразмера спутников Aerospace Corp. планирует запустить в начале 2023 года.
По сравнению с кубсатами у дисксатов есть несколько неоспоримых преимуществ. Во-первых, они не требуют средств выведения со специальными креплениями и механизмами выталкивания спутника. Во-вторых, их не нужно упаковывать в диспенсеры, а можно просто сложить буквально стопкой друг на друга благодаря «двумерной» геометрии аппаратов. В-третьих, толщина диска может варьироваться в довольно широких пределах, при этом пространства на размещение приборов, которого и так предостаточно, станет еще больше. Главное удобство тут в том, что увеличенным дисксатам не понадобится другой адаптер полезной нагрузки (если расчетная масса не превышена, конечно), а кубсаты формата больше 3U требуют нестандартных диспенсеров.
За «точку отсчета» Aerospace Corp. предлагает взять диск диаметром один метр и толщиной 2,5 сантиметра. На одной его плоскости размещаются солнечные батареи, а другая может быть вообще пустой. И благодаря своей большой площади относительно объема аппарата она будет эффективным пассивным холодильником-излучателем. Ниша для электроники, эквивалентная по объему кубсату 3U, размещается по центру такого колеса. В итоге получается минимальный набор оборудования суммарной массой около десяти килограммов, включающий в себя спутниковую платформу (шасси, энергоснабжение) и полезную нагрузку. Но главная «фишка» DiscSat — в гибкости формата.
Вся вышеописанная конфигурация не только проста в производстве и выведении на орбиту (то есть дешева), в ней еще и осталось куча места. Большая часть объема диска — легкая алюминиевая сотовая структура. Не снижая прочность конструкции она может уместить в себе дополнительно еще несколько ниш для оборудования, системы ориентации на двигателях-маховиках и, например, электрореактивной двигательной установки. Площади метрового диска достаточно для установки солнечных панелей суммарной установленной мощностью до 200 ватт (а на диске диаметром 1,2 метра — 290 ватт). Обратная сторона позволяет расположить на ней резервные панели на случай потери аппаратом ориентации в пространстве, а также фазированную антенную решетку (опционально отклоняемую).
Иными словами, назначение DiscSat — малые спутники, которым необходимо очень много энергии. Существующие платформы массой до 35 килограммов за один виток орбиты редко вырабатывают более 65 ватт электричества. Рекордными показателями могут похвастаться лишь сложные конструкции с двумя развертываемыми солнечными панелями из 17 складок каждая на базе кубсатов 12U — около 150 ватт за виток на орбите высотой до 600 километров. Дисковые спутники диаметром в метр при массе платформы менее десяти килограммов позволяют собрать 90 ватт за виток без маневрирования и дополнительной панели. А добавление всего одной дополнительной створки на единственном шарнире дисксату диаметром 1,2 метра (чуть более десяти килограммов) дает 160 ватт электричества за виток.
Такие характеристики могут здорово пригодиться телекоммуникационным аппаратам вроде Starlink. Главное, что DiscSat обеспечивает много энергии «прожорливому» оборудованию связи и электрическим ракетным двигателям, необходимым для довыведения и поддержания высоты на низкой околоземной орбите. Фактически многие полезные особенности «двумерной» конструкции SpaceX уже воплотила в своих массово выпускаемых спутниках. Они плоские, легкие и под обтекателем собираются стопкой. Разве что солнечная батарея у них раскладная из множества листов, а не одной пластиной. Возможно, при создании следующего поколения аппаратов компания Илона Маска воспользуется уже новым форм-фактором.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии