?

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…

  • 1
И вправду, замечательно!
Суммарные отчисления в ПФ в РФ - 22%, в Германии - 17%.
Внимание, вопрос: чьи пенсионеры живут в нищете?

"аренда квартиры в Берлине вдвое дороже аналогичной в Москве"
В точности наоборот. Вдвое дешевле. Примерно так же как в Мюнхене.
Хотя если под Москвой Вы понимаете студию в "новой Москве" в 25км от МКАД - тогда да.

Залог при съеме в Германии вообще отменен законодательно в 2015.
Сравнивать нужно именно Мюнхен с Москвой, Берлин с Питером.

"Уверяю вас, в автокатастрофах что в РФ, что в Германии погибает больше."
Не пишите чушь. Число погибших в ДТП на 100000 населения в РФ - 16, в Германии - 4. (2015)



В РФ вместо беженцев таджики и прочие южане, и их В РАЗЫ больше, чем в Германии.
А уж сколько Вы лично платите Чечне - Вам даже думать не надо, а то спать спокойно не будете.

Хе-хе, до пенсии-то доживете? Пенсионный возраст Вам подняли, а продолжительность жизни - нет.


Вы продолжаете меня смешить своими передергиваниями. Вам действительно так плохо?
1. Ответ - немецкие, не имеющие частной пенсии и собственного жилья. Я и на пенсии не бедствую.
2. Аренда трехкомнатной квартиры в Москве (75 кв.м.)в Коломенском, на берегу Москвы-реки, рядом с парком, обходится мне сейчас в 700 евро в месяц вместе с коммуналкой. Это 5 остановок метро до Кремля.
2. Спасибо за картинки. Как видите, стандарты безопасности транспортных средств что в Германии, что в России, что в Японии одинаковы. Страны с населением до 10 миллионов я бы вообще не рассматривал. Откуда у них аварии? Вот уровень Японии - это сильно. А у нас постоянно снижается смертность на дорогах. По данным ГИБДД России, в 2017 году на российских дорогах погибли 19 088 человек, что на 6% меньше, чем в 2016-м. Это уже 131,6 на 1 миллион населения, что существенно лучше.
3. В Чечне бываю время от времени. Грозный - симпатичный город. Пятизвездочная гостиница "Грозный Сити", аккуратные проспекты Путина и Кадырова, великолепные архитектурные сооружения мечети "Сердце Чечни" и Дома приемов, выполненного по эскизному проекту Витберга (1817)для московского храма Христа Спасителя(не реализованного). Отнюдь не самый дотируемый регион России. Развивают туристический бизнес. В горах открылась курортная зона. Сухой закон.
4. Дома таджикские вежливые дворники обеспечивают чистоту моего двора. Дорожные и строительные рабочие, водители, дворники из Средней Азии нормально работают по всей стране. Это не беженцы, это работяги на заработках. Они патенты на работу оплачивают.
Получается, вы мало что знаете что о России, что о Германии. Странно для жителя Ивановской области.

Передергиваете тут Вы
1. Пенсия сколько евро? Бывший силовик?
700 евро в месяц из пенсии платишь, небось?
Хотя если ты реально живешь внутри ТТК - мы с тобой никогда не поймем друг друга.
Вот только один нюансик: Москва себя не кормит. Москва кормится халявной нефтью. И по мере исчерпания таковой - через 6-8 лет кончится и московская халява. И вот тогда-то я будут над тобой смеяться.

2. Стандарты безопасности одни, а вот смертность в ДТП больше в 4 раза.
3. Вот-вот-вот. А за чей счет банкет, не задумывался?
4. Ровно до тех пор, пока Москва живет за счет халявной нефти.

4. "Получается, вы мало что знаете что о России, что о Германии. Странно для жителя Ивановской области."
Нет, это Вы вообще не в курсе о жизни в РФ за пределами МКАД.


Я все понял.
Вы живете даже не внутри МКАД, а внутри ТТК,
Поэтому Вам и мне - бывшему замкадышу - никогда не понять друг друга.

Вот только у меня будущее есть. А у москвичей - нету.
Москва паразитирует на дешевой нефти.
Дешевая нефть кончается.
После нее на радость нам - кончится и Москва.

И уж разумеется, в Мск нет и не будет вообще никакой промышленности.
Посему свои космические хотелки - забудьте и не отсвечивайте.

Наивный юноша, вы - пустозвон. Понятия не имеете, о чем столь горячо пишете.
В Москве примерно 1000 промышленных предприятий. Есть НПЗ, есть электростанции, есть предприятия, выпускающие микросхемы. Есть предприятия пищевой промышленности. Есть даже автозавод. Автоматизированные/роботизированные предприятия занимают меньше места и непосредственно задействует меньшее количество персонала. Высокий уровень автоматизации и роботизации ... впрочем, читайте посты про роботизацию у себя в блоге (регион А).
Доходы местного бюджета от платных парковок и штрафов за нарушения ПДД, составили в 2017 более 20 миллиардов рублей. А в целом доходы регионального бюджета столицы за 2017-й превысили отметку в 2 трлн рублей.
В РФ два уровня бюджетов - федеральный и региональный. Нефтегазовые акцизы идут в федеральный, а не региональный бюджет, и к Москве отношения не имеют. Регион Москва - налоговый донор. Таких в РФ до десятка, остальные дотируются из федерального бюджета, включая и Ивановскую область, и Чеченскую республику.
Теперь - о "халявной" нефти. "Сбор и подготовка нефти представляет собой единую систему технологических процессов, в котором задействованы сложные трубопроводные комплексы, блочные системы автоматизированного оборудования и технологически связанные друг с другом аппараты". Странно, что вы этого не знаете, позиционируя себя специалистом по АСУ. Основа нефтедобычи - предварительная очистка получаемого сырья перед закачкой его в магистральную трубопроводную транспортную систему (чтобы не повредить оборудование).
Мой инженерный опыт минимум вдвое больше вашего. Последние лет 25 я проектирую/строю телекоммуникационные сети/системы по всей стране - от Калининграда до Камчатки, и даже после выхода на пенсию занимаюсь любимым делом, а не ною попусту. В СССР ни сотовой связи, ни доступа в интернет (как и самих сетей передачи данных для пользователей), не было. Теперь - одни из лучших в мире.
С космическими системами тоже время от времени приходилось взаимодействовать. Впрочем, вам это будет неинтересно, поскольку противоречит концепции всепропальства.
Засим откланиваюсь. Спасибо за рекламный калькулятор Германии.

В общем, удачи
спокойной жизни Вам в Москве осталось лет на 6-8


как же я рад, что теперь могу тебя и остальных носом тыкать
получи повышение НДС и распишись
получи повышение пенсионного возраста и распишись
получи +40% к ценнику на ОСАГО и распишись
получи 2 повышения коммуналки в 2019 и распишись
и да, про российский космос забывай помаленьку

а про московские заводы - вот, почитай и не гони чушь

а теперь иди послушай министра энергетики. Внимательно слушай. Дословно.
"Если ничего не менять, мы можем столкнуться с негативными последствиями уже скоро. В 2018 году то пик добычи в РФ будет в 2021 году — 570 млн. После чего начнется постепенное снижение, и в 2035 добыча упадет до 310 млн т, то бишь уменьшившись 243 млн тонн, или 44% общей добычи.

Если сохранить при этом внутреннее потребление нефти — то экспорт (46% от добычи в 2018) обнулится. Если сохранить экспорт — то внутреннее потребление уменьшится примерно в 9 раз. Чего предпочитаете?

За последние 10 лет средний дебит скважин снизился на 4%, при этом бурить приходится почти в два раза больше. Капитальные затраты выросли в 2,8 раза, а стоимость добычи одной тонны нефти — в 2,4 раза.
И это на месторождениях, разведанных и освоенных давным–давно!"



Особенно остро эта проблема стоит в Западной Сибири, которая является основным добывающим регионом в России. При сохранении текущей ситуации добыча в регионе с нынешних 330 млн т может снизиться до 180 млн т к 2035 году, а при пессимистичном сценарии — до 146 млн тонн.

  • 1