?

Log in

No account? Create an account

zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Почему «Роскосмос» не догонит NASA
zelenyikot


"Роскосмос" признает потерю двух шеститонных спутников "Ресурс-П", не отработавших положенного срока, а два десятикилограммовых зонда NASA MarCO успешно достигают Марса и передают данные. Госфинансирование «Роскосмоса» в восемь раз уступает бюджету NASA, но, кажется, разница определяется не только деньгами. Даже если Россия кратно увеличит финансирование космонавтики на первый план выйдут кадровые и технические проблемы.

Второй десяток лет в мире идет космическая революция — спутники становятся меньше, производительнее, надежнее и дешевле. Это более выражено в низкоорбитальных аппаратах, но и для геостационарных тренд заметен. Сегодняшние возможности космических аппаратов по 50-100 кг или даже 5-10 кг казались немыслимы двадцать лет назад, хотя в отечественной космонавтике малые спутники продолжают называть «мусоросаты», и не относятся к ним всерьез.

Наноспутники — это аппараты массой от 1 до 10 кг. Микроспутники — от 10 до 100 кг. Сегодня большинство отечественных спутников имеет массу сотни килограмм или тонны, не считая малых пассивных спутников-отражателей. Современная отечественная государственная промышленность произвела всего два наноспутника.

В конце 90-х гг в Стэнфордском и Калифорнийском политехническом университетах разработали универсальный стандарт малых космических аппаратов CubeSat. Стандарт базируется на «кубиках» со стороной 10 см — называемых юнитами и обозначаемых латинской буквой U. Такие спутники имеют массу от 1 кг и могут достраиваться дополнительными юнитами, и имеют градацию 1U, 3U, 6U и т.д. Для запуска CubeSat разработали пусковые контейнеры, позволяющие безопасно размещать наноспутники в попутной нагрузке ракет. Технология CubeSat позволила значительно снизить стоимость разработки и запуска спутников, до десятков или сотен тысяч долларов. Экономия достигается благодаря стандартизации электронных компонентов, упрощении адаптации к ракете, и возможности запуска с большими спутниками или с борта Международной космической станции.



Сначала стандарт CubeSat рассматривался исключительно как образовательный, спутники делали практически из бытовой и индустриальной электроники, и, как оказалось, она неплохо себя чувствует на низких околоземных орбитах работая недели, месяцы или даже годы. Примерно половина образовательных CubeSat вообще не выходит на связь, но низкая цена позволяет игнорировать неудачи, компенсируя массовостью. Со временем возможности дешевого запуска и испытаний позволили повысить надежность электроники, увеличилась производительность космических аппаратов, и университеты подготовили достаточно специалистов. Спустя десять лет, технология CubeSat достигла возможностей прикладного применения в науке и бизнесе. Сегодня пара таких спутников добрались до Марса, и сотни аппаратов создаются на частные инвестиции.

Для примера: частная космическая компания Planet, которая появилась в 2010 году управляет примерно двумя сотнями спутников на орбите. Часть аппаратов приобретена при поглощении компаний Black Bridge и Terra Bella, но большинство разработаны и произведены четырьмя сотнями сотрудников компании Planet. Всё это «созвездие» занято съемкой поверхности Земли, у компании в клиентах Monsanto и Пентагон, СМИ, экологические организации и правительства других стран. Planet делает ежедневно снимок всей (!) земной поверхности, и любой пользователь может получить доступ к этим данным за 800$ в месяц. В сентябре 2018 года компания открыла производство спутников CubeSat до 40 штук в неделю. Всего за первые 5 лет разработки спутников было пройдено четырнадцать поколений аппаратов (сделал, запустил, выявил ошибки, сделал новую исправленную версию, запустил… и так 14 раз!).



На предприятиях «Роскосмоса» работает около 220 тыс человек, и примерно треть из них создавала те полторы сотни отечественных спутников, что работают на околоземной орбите. Конечно, нельзя напрямую сравнивать нано- и микроспутники Planet — летающие в космосе фотоаппараты — и многотонные громады «Роскосмоса». Российские спутники и снимают поверхность Земли, и обеспечивают глобальные навигационные данные, и ретранслируют огромные объемы информации, обеспечивая телевещание и связь по всей России и за рубежом. Но сам факт показателен: одна американская частная компания создала за пять лет больше космических аппаратов, чем весь «Роскосмос» за двадцать лет.

Причины сделавшие возможными такую разницу, лежат не только в пресловутой государственной поддержке частной космонавтики США. Спутникостроительный и частнокосмический «бум» связан прежде всего с образовательной политикой NASA, и развитием электронной промышленности. Космическое агентство постоянно финансирует разработку малых космических аппаратов в американских образовательных учреждениях, запускает их бесплатно, организует конкурсы проектов, хакатоны и школьные технические соревнования CanSat, то есть готовит кадры на 7-10 лет вперед.

Американские вузы ежегодно запускают десятки наноспутников, а российские — один-два. Образовательные спутники позволяют студентам с первых курсов получать нужный опыт, и выпускники приходят в отрасль готовыми специалистами, способными проектировать, конструировать, программировать, управлять космическими аппаратами, и руководить проектами, что экономит годы их производственной подготовки. Молодые специалисты идут на космические предприятия, и создают собственные частные компании. И их поддерживает государство: NASA и DARPA постоянно раздают контракты на сотни тысяч и миллионы долларов небольшим частникам.

Вторая важнейшая выгода, которую получает американская космонавтика от нано- и микроспутников — проведение летных испытаний в космосе новой электроники, приборов и компонентов. Традиционные большие спутники, что российские, что американские, стоят десятки и сотни миллионов долларов, поэтому, для надежности, в них стараются использовать только проверенные в предыдущих полетах компоненты. Это снижает риски, но тормозит их прогресс. В «Роскосмосе», из-за ограничений бюджета, зачастую вынуждены использовать технологии выходящие еще из Советского Союза. И если для ракет это не столь критично, то отставание в спутниковых технологиях нарастает. Наши спутники тяжелее, менее производительны, менее надежны, поставляют данные хуже качеством, и сроки активного существования короче.



Санкции на западную электронику заморозили, и фактически отбросили наше отнюдь не процветающее спутникостроение еще на пять-десять лет назад. Еще до санкций разрыв в качестве космических аппаратов стал столь значителен, что даже российское Минсвязи заказало изготовление телекоммуникационных спутников у французской компании Astrium. Тогда «Роскосмос» забил тревогу и на государственном уровне продавил возвращение связистов в «родные пенаты». Хотя проблему с качеством не решили, но нашли компромисс — на российские космические платформы устанавливаются иностранные транспондеры для ретрансляции и телевещания.

В России несколько предприятий производящих спутники. Хотя в некоторых отечественных аппаратах доля иностранных электронных компонентов достигает 80%, но главное — не утрачены производственные возможности. Была бы достаточно качественная отечественная электроника, наши спутникостроители делали бы спутники из нее. И тут выходит проблема испытаний. Спутников производится мало, риски высоки, и производители скорее поставят китайский чип, проверенный космонавтикой Поднебесной, чем российский, но без космической сертификации. Получается замкнутый круг: малый спрос на космическую электронику не позволяет ее развивать, и из-за недостаточной развитости — малый спрос. Сейчас, с обострением темы импортозамещения, выделяются дополнительные средства на производство своей электроники, ее испытание и внедрение, однако решение этой проблемы не идет ни в какое сравнение с зарубежными темпами. Мы делаем скромные шаги вперед, когда конкуренты бегут далеко впереди.

Космонавтика Европы и США сейчас уже решает другие проблемы на орбите — обслуживание и перезаправку своих спутников. Их аппараты служат 15-20 лет, и выходят из строя из-за исчерпания запасов топлива, а не выхода из строя каких-либо систем. В то же время средний срок активного существования наших геостационарных аппаратов — около 7 лет, а это вершина развития спутников и самое прибыльное направление космонавтики.



Поэтому даже если государство зальет «Роскосмос» бюджетными деньгами, на проект «Сфера» из сотен спутников или освоение Луны, это не позволит сравняться с технологическими возможностями Китая или Европы, не говоря уже о США. В этих условиях совершенно позорно звучат заявления некоторых российских чиновников о том, что спутники «должны делать профессионалы» при обсуждении отечественных студенческих неудач.

В России есть свои студенческие спутникостроительные команды. Но их количество можно перечесть по пальцам одной руки. Например флагман инженерного образования России — МГТУ им. Н.Э. Баумана создает микроспутники раз в десять лет. При этом отечественное ракетостроение с той же частотой топит их в океанах. МГУ запустил спутник «Ломоносов», однако там институтские только научные приборы, а сам спутник построило предприятие ВНИИЭМ в партнерстве с британской компанией SSTL. Направлением CubeSat занимаются в Московском авиационном институте, Самарском университете, Юго-Западном государственном университете, Томском политехническом университете, и, собственно, всё. У каждого полетело по 1-2 спутника. В ДВФУ только начали развивать это направление.



«Роскосмос» помогает с бесплатным запуском. Никаких государственных программ поддержки студенческого спутникостроения нет, как и поддержки частных компаний.

В России всего две частные фирмы специализируются на наноспутниках. «Даурия Аэроспейс» даже выиграла госконтракт «Роскосмоса» на два CubeSat 6U, но он же фактически похоронил компанию, когда спутники не вышли на связь с орбиты. Сегодня инженерный коллектив компании, обладающий уникальным для России опытом разработки сверхмалых спутников прикладного назначения, расходится в разные организации. Более спокойно чувствует себя компания «Спутникс» после запуска двух своих SiriusSat габаритами 1U, которые собирали школьники образовательного центра «Сириус». Всего, за 7 лет компания запустила три спутника и приняла участие в разработке еще четырех.

Решение обозначенных кадровых и технологических проблем очевидно — надо развивать малое спутникостроение. Совмещать в создаваемых аппаратах образовательные, испытательные, научные и коммерческие задачи. Финансировать разработку электроники и компонентов. Разрабатывать программы поддержки образовательных спутников, в государственных нормативах прописать отдельным пунктом малые аппараты и упростить требования к ним, поддерживать частные инициативы, и учиться прощать ошибки. Работа эта не только для «Роскосмоса», тут есть чем заняться и Минобру, и Миннауки, и РНФ, и российским государственным институтам развития и инвестиционным фондам.

Начинать можно с CubeSat на основе иностранных компонентов — на них санкции не распространяются — затем постепенно замещать на элементы отечественного производства, по мере их появления. И «американскости» технологии опасаться не стоит, ведь CubeSat, фактически, это просто стандартизированные внешние габариты, а содержание можно спокойно создавать свое. Зато разработка компонентов в международном стандарте упростит выход производителей на мировой рынок, что будет недоступно если мы займемся собственным «изобретением велосипеда». За наноспутниками подтянутся и микро-, усложнятся решаемые задачи, а там и для больших смена подрастет. Это не решит всех проблем отечественной космонавтики, но позволит сохранить конкурентоспособность в самом доходном и сложном сегменте космического рынка.

zelenyikot

Подготовлено для "Коммерсантъ", публикуется в авторской редакции.
______________________________

Материально поддержать выход новых постов можно через сервис Patreon:

Другие способы
оказать поддержку.


Чтобы не пропускать новые посты, подпишитесь на мои страницы:
в ЖЖ, Facebook, Вконтакте, Twitter.


Subscribe to  zelenyikot

promo zelenyikot september 5, 07:45 77
Buy for 800 tokens
Наконец-то я могу официально объявить, что в продаже появилась научно-популярная книга моего авторства об исследовании Солнечной системы автоматическими межпланетными станциями. Здесь можно найти как описание отдельных космических миссий последних лет, так и обобщенные результаты исследований…

И это еще один довод о том, что в РФ надо стоить цифровую экономику, то есть экономику полностью контролируемую и управляемую через компьютерные технологии. Только строительство такой экономики сделает возможной две вещи: 1. резко повысить производительность труда 2. открыть чудовищный по своей емкости внутренний рынок микроэлектроники, который в силу объективных причин (в первую очередь из за безопасности), невозможно будет насытить за счет иностранного предложения. А это даст существенный рывок для развинти отечественной микроэлектроники, и позволит, за счет масштабных и невозможных только для космической отрасли капитальных вложений, сделать рывок в технологиях.

Edited at 2018-11-30 06:08 am (UTC)

Насчет большого рынка микроэлектроники, большие сомнения. Космонавтика - это вершина пирамиды, и требует не так много, но высокого качества.

Вчера у Милова был отличнейший выпуск по этой же теме.



После всего это просто хочется спросить у всех причастных к гибели отечественной космонавтике: Какого хрена?

Космонавтики?
Да мы кроме быдло-выпадов ничего больше делать-то и не умеем.
И если вам кажется, что вы не в числе причастных...

Edited at 2018-11-30 08:39 am (UTC)

Элементная база.

Тут разрыв просто огромный и вряд ли сократится когда-либо.

Разрыв между чем?
В России ее попросту нет.

(Deleted comment)
(Deleted comment)
Блажен кто верует в этот бред Борисова. А зачем Роскосмосу догонять НАСА? Роскосмос - технологии и производство, НАСА - пропагандисты, пиар и киноиндустрия фантастики и мультиков.

И марсоходы не по Марсу ездят, да?

связи с наступлением зимы, крайне своевременная статья.

типа повод согреваться и напиваться с горя?

Правильные вещи пишете.

Юра, мы все просрали


"Работа эта не только для «Роскосмоса», тут есть чем заняться и Минобру, и Миннауки, и РНФ, и российским государственным институтам развития и инвестиционным фондам.".... И следственному комитету.

А кому заняться следственным комитетом?

Просрали космос! Для примера —
нельзя найти который год
конфет «Орбита», «Стратосфера»
и даже карамельку «Взлет»!
Попробуйте сейчас купите,
давно исчезли из продаж
конфеты «Лайка» и «Юпитер»,
«Планета», «К звездам», «Экипаж»...
Ведь это ж полное фиаско!
Теперь в Пятерочке у касс
лежат одни конфеты «Маска».
Который лжец и пидарас.

(c) lleo


Помилуйте, не так всё плохо
Устроили какой-то фарс
Вот у меня лежит бод боком
Роскошнейший батончик Mars
А если Марс уже наскучил
И хочется повеселей
Как раз на этот самый случай
Держу в кармане Milky Way
И пусть рецепт в них иностранный
В названьях скрыт нерусских дух
По мне кричать довольно странно
Что русский космос весь протух
Пусть нету "Лайки", "Стратосферы"
Не рвётся "К звёздам" "Экипаж"
Мы натовцам помашем хером
Покажем русский кукиш наш
И пусть ракеты не взлетают
И бьются всё о твердь небес
Про Запад мы железно знаем
Что их там всех попутал бес
Покуда с нами наш Рогозин
Ты слов хвалебных не жалей
Ты встань промеж берёз и сосен
И скушай Mars и Milky Way


Экономика решает. Это не соревнование наса против роскосмоса, это соревнование глобальной экономики против локальной.
У ссср был рынок в виде стран сэв, сейчас у россии по множеству позиций рынок только россия.

Энергетическая Сверхдержава))))))))))

А нефть и газ мы кому продаем?)

Зато у американцев с духовностью проблемы


И госдолг. И Йеллоустоун.
Надо только подождать.

Писец.
"Чиновники позорно заявляют....."
А что чиновники то? У них задача совсем другая -заработать хороший семейный капитал и красивую жизнь своим детям и внукам. С этой задачей они успешно справляются, даже план перевыполняют.
На космос ,на Россию, её будущее всем плевать. Даже самому народу плевать. Президенту тоже плевать,он своих дочерей уже пристроил,теперь и ему плевать на всё.

в рф духовность главнее

Они сидели и думали, как бы из своего убыточного хозяйства сделать прибыльное, ничего в оном не меняя.

у него много такого
вот про нашего свиномордого журналиста
"Благонадежность - это клеймо, для приобретения которого необходимо сделать какую-нибудь пакость."
он теперь долго свой будет, наногений любит таких ущербных замараных людей.

роскосмосу и так херово было, а с таким мудаком во главе в двойне быстрее придет капец.

как я уже 100500 раз говорил наши жопорукие представители ВПК еще как то могли загнивая соревноваться с такими же американскими, главным образом ценой.
протон 90кк, атлас5 150кк, да и то потому что двигатели из СССР, где уже понесены все затраты на отработку.

а бороться с коммерсантами которые поперли туда ? ха ха ха.
загнивающее болото в "активной" гонке с бестолковым но гепардом ))

это хорошо видно на примере например процессоров
эльбрус-4с производительностью как Атом D2500
при этом бокс на таком атомы тыщ 6 рублей стоит, а эльбрусовский хрен купишь, а когда купишь то хоть они и скрывают цену из госконтрактов выходит тыщ 300.

6 и 300. ммм. что то тут не так.

феодальный путинский режим может
1) разворовать вообще все и сделать ничего - федерация.
2) разворовать частично и сделать что но не работающее - МЛМ, луна-глоб
3) разворовать частично сделать никому не нужное уежище - ангара-а5. слетать слетала, и когда следующий бабка на двое сказала.
а пока можно перезжаеть в омск и пилить еще бабла.
4) как то косо криво эксплуатировать советский задел - Протон, Союз РН, Союз КК.

создать что то новое и конкурентно способное ? ))) ха ха три раза.

Re: классика

> советский задел
Основной задел в их глазах - это "вкусная" земля в Москве и области.

Еще один журналист.


Хорошая статья, но не в коня корм. Рогозин наше все.

Очень ярко было на прошлой неделе все.

NASA посадило аппарат на Марс, сосредоточилось на подготовке к заборц пробы OSIRIS-REx с астероида и поручило Локхид Мартин готовить приборное оснащение для Лунных модулей.

А все, на что хватила полета фантазии в РФ от Вас до Рогозина - полетим, проверим, были ли американцы 50 лет назад на Луне.

Это как если бы Королев в 1957 вместо подготовки к запуску спутника предложил бы - да ну на*, а давайте махнем в Килл-Девил-Хилс, проверим, летали ли братья Райт там на самом деле или нет.

Очевидно, что сейчас в стране нет спроса и интереса к науке, а значит космонавтика нужна лишь в виде фальшивых кинопделок.

> поручило Локхид Мартин готовить приборное оснащение для Лунных модулей.
Немного зная систему американских госзакупок - это значит что проделана уже довольно значительная работа по подготовке общей концепции полета и облика модулей.