211service.com
Wspólne przejazdy rakietą mogą sprawić, że podróż w kosmos będzie jak złapanie autobusu
Start SpaceX Falcon 9. SpaceX
Pomyśl o tym, jak zwykle wyjeżdżasz autobusem z miasta. Harmonogram powie Ci, kiedy wyjedzie następny. Kupujesz bilet, który pozwoli Ci wejść na pokład. Autobus odjeżdża, gdy nadejdzie pora odjazdu, niezależnie od tego, czy jest wyprzedany, czy prawie pusty. Następnie wyrusza w trasę, wysadzając po drodze pasażerów.
Witamy w przyszłości kosmicznych startów. Model wspólnych przejazdów na orbitę, w ramach którego firmy kupują miejsce na rakiety wystrzeliwane zgodnie z harmonogramem, wstrząśnie branżą. Już teraz SpaceX zaplanowało misję wspólnego przejazdu na orbitę w marcu przyszłego roku i planuje przeprowadzać tego typu misje raz w miesiącu. Arianespace, międzynarodowa firma zajmująca się lotami kosmicznymi, planuje w maju zorganizować wspólną misję na niskiej orbicie okołoziemskiej i udać się na orbitę geostacjonarną (GEO) w 2022 roku. Laboratorium rakietowe i lot kosmiczny planują również wspólne przejazdy. Są kluczem do rozwoju branży satelitarnej, mówi Asal Naseri, szef małych technologii satelitarnych w Space Dynamics Laboratory w Logan w stanie Utah.
Wprowadzenie na wspólne przejazdy nie jest zupełnie nową koncepcją. NASA wypuszcza swoją wersję od prawie 30 lat, zaczynając od promu kosmicznego. Ale lot na zasadzie wspólnego przejazdu zazwyczaj oznaczał tylko dodanie drobnych ładunków do większych misji, których koszty uruchomienia zostały już opłacone. Do niedawna te ładunki typu „piggyback” również były rzadkością.
Ale ponieważ przemysł kosmiczny naciskał, aby zmaksymalizować zwrot za grosze, dodatkowe ładunki stały się normą. Tymczasem rozprzestrzenianie się małych firm satelitarnych zachęciło dostawców wystrzeliwania do rozpoczęcia rozważania ekonomii wysyłania wielu małych ładunków w ramach jednej misji, przy czym kilku klientów pokrywa koszty wystrzelenia między nimi.
Dla firm zajmujących się satelitami ten model ma przewagę nad podczepianiem pojazdu jako dodatkowego ładunku. Dostawcy satelitarni lubią korzystać z wspólnych przejazdów, ponieważ mają lepszą obsługę, mówi Charles Swenson, inżynier lotów kosmicznych z Utah State University. Mogą rozmieścić swoje satelity na określonych przystankach orbitalnych na trasie misji, są bardziej zaangażowani w kształtowanie strategii misji i mają łatwiejszy czas na spełnienie wszelkich specjalnych żądań.
Z kolei wprowadzenie wspólnych przejazdów ma wpływ na podejście producentów do projektowania satelitów. Zamiast wystrzeliwać garść potężnych, drogich satelitów do pojedynczego zastosowania, firmy projektują obecnie duże konstelacje złożone z setek, a nawet tysięcy mniejszych satelitów, aby wykonać to samo zadanie. Ponadto producenci zastanawiają się teraz, jak zbudować satelitę, który ciasno i bezpiecznie wpasuje się w ładunki wspólne dla wielu innych obiektów. Swenson porównuje to do sposobu, w jaki stalowe pojemniki zrewolucjonizowały przemysł żeglugowy, zmuszając klientów do opracowania strategii, jak wypełnić duże prostokątne pudełko wszystkimi swoimi wyrobami. Ludzie zaczęli produkować towary, które można układać w stosy, zajmowały mało miejsca i były bezpieczne w transporcie w tych standardowych pojemnikach.
Tam, gdzie wspólne przejazdy mogą mieć największy wpływ, jest znacznie łatwiejsze i tańsze wysyłanie satelitów na wyższe i bardziej wydłużone orbity. Tradycyjne starty nie rozmieszczają ładunków bezpośrednio w regionach takich jak GEO (22 236 mil lub 35 786 kilometrów na wysokości). Podobnie jak autobus, który zatrzymuje się wiele mil od celu, te starty zazwyczaj wyrzucają satelity na niższych orbitach; muszą radzić sobie na własną rękę, korzystając z pokładowych systemów napędowych, które są albo kosztowne i nieporęczne, albo tak słabe, że nie przeniosą satelity na docelową orbitę dopiero kilka miesięcy później.
Ale uruchomienie wspólnego przejazdu, które kieruje się bezpośrednio do GEO, jako Arianespace Misja GO-1 przewiduje się, że w 2022 r. wyeliminuje potrzebę stosowania ciężkich i drogich systemów napędowych. Spodziewamy się, że będziemy w stanie zaoferować coś takiego jak misja GO-1 przynajmniej raz w roku, mówi Wiener Kernisan, prezes amerykańskiej filii Arianespace. Mówi, że słyszał już od kilku klientów, którzy chcą zbudować satelity GEO, które ważą tylko od 600 do 1100 funtów (270 do 500 kilogramów) – generalnie niespotykane w przypadku satelitów wchodzących na tak wysoką orbitę. Przewiduje, że niektórzy producenci mogą spaść nawet do 330 funtów.
Firmy telekomunikacyjne, które polegają na systemach opartych na GEO, chętnie skorzystają z tych oszczędności, ale wspólne przejazdy mogą być przydatne również w innych zastosowaniach. Satelity obserwacyjne Ziemi, takie jak NASA Geostacjonarna konstelacja jakości powietrza , ze względu na uruchomienie w ciągu najbliższych kilku lat, może zostać odchudzony i lżejszy. Większość eksperymentów naukowych została zabroniona dotarcia do GEO ze względu na wysokie koszty, ale teraz może się to zmienić. Na przykład Swenson jest zaangażowany w eksperymentalną misję NASA o nazwie Excited, która chce wystrzelić kilka satelitów na wysokie nachylenie orbitalne, aby zbadać interakcje plazmy w jonosferze i termosferze. Satelity muszą być zorientowane w kształcie litery L, a Swenson uważa, że wystrzelenie w ramach wspólnego przejazdu mogłoby z łatwością zatrzymać się, aby zrzucić te satelity w tę formację.
Istnieją oczywiście wyzwania, które sprawiają, że uruchamianie wspólnych przejazdów działa. Przygotowanie, przechowywanie i zarządzanie pół tuzinem lub więcej satelitami do pojedynczego startu wymaga intensywnego nakładu pracy. Tak jak niektórzy ludzie tęsknią za autobusem, niektórzy klienci satelitarni mogą przegapić ich start. Swenson mówi, że może być całkiem łatwo stracić orientację, który satelita jest twój, gdy w danym momencie jest wiele wdrożeń.
Jednak aby biznes mógł iść do przodu, musimy znaleźć nowe rozwiązania, mówi Kernisan. Dostawcy usług wystrzeliwania, tacy jak Arianespace i SpaceX, już zastanawiają się, czy można zaprojektować dopalacze wyższego stopnia, które będą włączać się i wyłączać, aby pomieścić bardziej złożone trasy misji wspólnych przejazdów i zrzucać ładunki na bardziej ekstremalnych orbitach.
I chociaż wspólne przejazdy kierują się podejściem uniwersalnym, niektóre usługi niewątpliwie będą dążyć do dostosowania misji dla klientów, którzy za to zapłacą. W szczególności Naseri chce sprawdzić, czy dostawcy uruchamiania mogą zapewnić bezpieczne wypuszczanie bardziej zróżnicowanej gamy ładunków. Już widzimy zapotrzebowanie na nowe innowacje ze strony klientów – mówi. Rynek wspólnych przejazdów już istnieje i zostanie.