?

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 сентябрь 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…

  • 1
После якобы хождения и езды американцев по Луне, езда по Марсу воспринимается довольно-таки критически. Будет очень обидно, что и всё исследование дальнего космоса окажется очередным фейком. При развитии кино-индустрии в Голливуде показать марсоход на Марсе не составляет никакой проблемы.

Да бери больше: космос - фейк и МКС в бассейне снимают.

"После якобы хождения и езды американцев по Луне", - а ты из дурачков-нелетальцев?

Кто из нас дурачок, время покажет, если доживём, конечно. А так, "блажен, кто верует", или же, "На дурака не нужен нож, ему с три короба наврёшь, и делай с ним что хошь".

А с чего ты взял, что тебе не врут, что американцы на Луну не летали?

А кто мне может врать? Просто логика, всего лишь логика. Есть две точки зрения, которые как-то аргументированы. Аргументы "За" для меня неубедительны, аргументы "Против" не столь противоречивы. Есть такое правило, можно сколько угодно приводить фактов в подтверждение чего-либо, но достаточно всего лишь одного, чтобы всё опровергнуть.

Кто может врать? Дебилы всякие.

"Аргументы "За" для меня неубедительны", - о как! Для тебя! А что ты за хрен такой с горы, что ДЛЯ ТЕБЯ-А-А-А аргументы неубедительны?

Грубиян, однако. Каждый человек получает информацию извне, и какая-то информация его устраивает, а какая-то нет. Я не сотрудник НАСА, поэтому на меня правила корпоративной этики этой организации не распространяются. Я не гражданин США, поэтому отстаивать и защищать интересы данной страны не собираюсь. Я не сотрудник Роскосмоса, поэтому и не отстаиваю их интересы, а лишь выражаю свою точку зрения на проблему. Я уже достаточно живу на этой земле, чтобы быть в состоянии фильтровать поступающую информацию и отличать, насколько это возможно, ложь от правды. У меня нет комплексов неполноценности, гипертрофированной скромности, поэтому я готов заявлять и отстаивать свою точку зрения. Кроме того, я не верующий и не верящий, и, чтобы изменить свою точку зрения, мне нужны весомые доказательства, которых нет.

"Каждый человек получает информацию извне, и какая-то информация его устраивает, а какая-то нет", - разумеется. Только судить об истинности информации на уровне "нравится/не нравится" - удел тупых обывателей.

"Я уже достаточно живу на этой земле, чтобы быть в состоянии фильтровать поступающую информацию и отличать, насколько это возможно, ложь от правды", - да ну? Что насчёт ГМО, пищевых добавок, прививок и гомеопатии?

А почему бы не примерить на себя наряд тупого обывателя. Кто ты-то сам такой? Пока ничего умного от собеседника я не увидел, а вот тупости предостаточно.
Я не говорил нравится или не нравится, а устраивает или не устраивает. Или тебе всё равно, что тебе говорят? Если так, то к чему базар. Принимай, как есть, и за , и против. Так нет, тебе нравится информация, что американцы на Луне были.
Насчёт ГМО, отношусь терпимо. Основную проблему вижу лишь в подсаживании производителя сельхозпродукции на импортные семена ГМО. Относительно же вреда организму имею другую точку зрения.
Пищевые добавки по большей части рекламный ход, но, надеюсь, от их употребления хуже не будет. Конкретно ничего больше сказать не могу, их очень много, нужно говорить о каждой в отдельности.
Прививка прививке рознь. От некоторых болезней она себя зарекомендовала положительно. Мы не болеем оспой, редко корью и дифтерией и т.д. Здесь многое зависит от качества вакцины. Есть и конспирологические гипотезы о вреде некоторых прививок. Принимаю к сведению, но не доказано.
Не сторонник гомеопатии, по мне так с одной стороны это развод лохов, с другой стороны плацебо. Но, если кому-то помогает, ради бога, флаг им в руки.

Кто я сам такой? Учёный. Биолог.

"Я не говорил нравится или не нравится, а устраивает или не устраивает", - а в чём разница?

"Или тебе всё равно, что тебе говорят?" - нет, конечно. Я не люблю лженауку, мракобесие и их пропаганду.

"Основную проблему вижу лишь в подсаживании производителя сельхозпродукции на импортные семена ГМО", - ну дык свои делать надо. А нельзя.


Мир тесен. Я тоже Учёный и тоже Биолог. Система Академии Наук РФ.
Информация может не нравится, но факты которые в ней представлены неоспоримы или подкреплены доказательствами, которые принимаются стороной получающей эту информацию. Допустим, идут военные действия, и какое-то сражение проиграно. Информация мне не нравится, но факты неумолимая вещь.
Я не люблю лженауку и мракобесие, но я не отождествляю лженауку и научные или околонаучные гипотезы, которые на данный момент времени не укладываются в сложившуюся научную парадигму. Короче, не воспринимаю науку как догму.
Семена свои конечно нужны, но "Не всё, товарищи, сразу. Промышленность развивается".

Ученый(с маленькой буквы!) из тебя никакой просто. Не летали они...
Наблюдение с орбиты: https://ria.ru/20110906/431381845.html
Ну и все доводы против не выдерживают критики.

Окурки они разглядели, а не следы, когда астронавты перекур делали между пробежками по Луне. До сих пор ещё тлеют.
https://youtu.be/_06jP9-KLLg
Если всё остальное подвергается сомнению, то неужели это пойдёт за правду. Врали и врать будут. Метода у них такая, не нае**шь, не проживёшь. А по поводу Ученого можешь проверить. Это ты учёный с маленькой буквы, а я с большой. Если я написал с большой буквы, то просто хотел сделать акцент, т.к. большого разнообразия шрифтов здесь нет.

  • 1