Кит Баттон, Правильный материал для соединений ракет (Keith Button, The right stuff for rocket joints) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №1, 2022 г., стр. 16-19 в pdf - 697 кб
«Менеджеры программы НАСА «Система космического запуска» (SLS) приняли смелое решение в 2018 году после изучения инженерных отчетов о прогрессе в проекте «Композитные технологии для исследований» (CTE), многопрофильном центре усилий по снижению веса будущих космических аппаратов путем соединения композитных панелей эпоксидным пленочным клеем, а не с металлическими приспособлениями. Они начнут процесс включения техники клеевого соединения в конструкцию SLS в качестве альтернативы болтам и пластинам, начиная с четвертой в линейке расходуемых ракет стоимостью в несколько миллиардов долларов, той, которая отправит астронавтов к Лунным вратам (...) Эта ракета станет первой из более крупной конструкции SLS Block 1B, которая включает в себя грузовой носитель под названием Universal Stage Adapter (США) и фитинг для крепления полезной нагрузки (PAF) внутри него для удержания груз надежно закреплен на месте во время запуска. Менеджеры искали места для уменьшения веса, чтобы нести больше полезной нагрузки, и решение 2018 года о применении клеевых соединений стало результатом этого предложения. Новая технология будет применена к каждому из этих компонентов до проведения критической проверки их конструкции, запланированной на июнь [2022 года]. (...) [Это] технология, которая обещает уменьшить массу ракетных соединений на 87%. (...) Важным шагом станет доверие к склеенным соединениям в ракетах с людьми на борту. Болтовые соединения хорошо зарекомендовали себя в отрасли, но конструкторы космических кораблей не доверяют клеевым соединениям. (...) Обзор начался с каждого типа соединения, которое использовалось или могло быть использовано для космической миссии. (...) Область была сужена до двух конфигураций склеивания, которые могли бы стать альтернативой традиционным болтовым соединениям на SLS. Одним из них было клеевое соединение с двойным перекрытием, которое могло соединять изогнутые композитные панели для образования универсального адаптера (...) и фитинга для крепления полезной нагрузки (...). Другое соединение, которое не было принято программой SLS, представлял собой кольцевое соединение, которое теоретически могло прикрепить PAF к кольцу и к остальной части ракеты. В обычном двойном соединении внахлест, которое предусматривалось в первоначальных чертежах блока 1B, две панели, состоящие из сотового алюминия, зажатого между слоями композитного волокна, должны были быть соединены встык. Полосы металла защищали бы этот шов с обеих сторон, и эти полосы были бы скреплены болтами, чтобы соединить их с двумя панелями. Для репрезентативных клеевых соединений конфигурация была аналогичной, но без болтов или металлических пластин. Такие соединения основаны на композитных полосах, покрывающих обе стороны их швов, и пленке клея, соединяющей полосы с панелями. (...) Определив два типа соединений, инженеры решили, что необходим метод измерения повреждений внутри суставов при приложении нагрузки. (...) Это разнообразие [состава и конфигурации] затрудняет цифровое прогнозирование того, когда конкретная конструкция клеевого соединения выйдет из строя. (...) Они провели чуть более 1000 испытаний в течение пятилетней программы, завершившейся в октябре [2021 года], и к 2018 году НАСА почувствовало себя достаточно уверенно, чтобы начать включать клеевые соединения в конструкцию SLS 1B. (...) Были выбраны коммерчески доступные программы компьютерного моделирования, а также программы, разработанные в НАСА, для анализа прочности и прогнозирования точек отказа для уменьшенных соединений. Затем были проведены физические испытания, чтобы выяснить, какое программное обеспечение обеспечивает наиболее точные прогнозы прочности на разрушение при приложении усилий с разных направлений. Им нужны были точные прогнозы того, сколько энергии потребуется, чтобы сломать суставы, раздвинув их (прочность на растяжение), сжав их вместе (прочность на сжатие) или разорвав их (прочность на сдвиг). Чтобы точно определить, где соединения выходят из строя, когда они распадаются, использовались различные методы измерения. (...) Деформацию и повреждение сустава также измеряли с помощью рентгеновской компьютерной томографии. (...) они (...) повторяли процесс снова и снова, пока соединение не сломалось, чтобы записать, как и где трещины развиваются под поверхностью. (...) Предсказанные результаты компьютерных моделей сравнивались с фактическими результатами их испытаний, затем они обновляли и улучшали компьютерные модели, возвращая фактические результаты испытаний обратно в модели. Некоторые из компьютерных моделей были точны в пределах 2% от фактических результатов, что считалось превосходным (...) Некоторые были точны в пределах всего 50% - это были прогнозы для 3D-тканых композитов, которые являются относительно новыми для мира композитов. (...) Инженеры рассчитали, что полномасштабная конфигурация их типичных соединений с двойным соединением внахлест - восемь панелей, соединенных восемью соединениями - будет весить 19 кг по сравнению со 150 кг для версии с металлическими полосами на болтах. И потребовалось бы всего 40 деталей, а не 2116 в версии с болтовым креплением. (...) Но экономия веса не могла быть достигнута за счет дополнительного риска по сравнению с избыточностью при болтах. (...) Помимо демонстрации того, какие компьютерные модели лучше всего подходят для прогнозирования разрушения клеевых соединений, проект CTE улучшил способность компьютерных моделей прогнозировать отказы. Эти модели могут быть использованы конструкторами клеевых соединений как для самолетов, так и для космических кораблей».

Алисса Томлинсон. Загадка загрязнения от космического транспорта (Alyssa Tomlinson, Space transportation's pollution conundrum) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №1, 2022 г., стр. 20-30 в pdf - 1,25 Мб
«Чтобы отправить миллионы людей в космос с помощью New Glenn [космическая ракета-носитель компании Джеффа Безоса Blue Origin] или других ракет, потребуется значительно увеличить количество запусков по сравнению с примерно 230, проведенными всеми операторами запуска вместе взятыми в 2021 году, включая суборбитальные туристические полеты за год. Чтобы не отставать, соперник Безоса Илон Маск из SpaceX предложил каждые две недели запускать две из запланированных компанией ракет Starship с 39 двигателями для колонизации поверхности Марса. Тем временем компания Ричарда Брэнсона Virgin Galactic планирует запускать свои космические корабли Virgin SpaceShips для туристических полетов со скоростью 400 полетов в год из нескольких космодромов. По мере того, как эксперты оказались в центре внимания, чтобы задаться вопросом, могут ли такие видения когда-либо стать реальностью, ученые-экологи и планетологи начали размышлять о том, должны ли эти видения когда-либо стать реальностью. (...) Особую озабоченность вызывают потенциально тысячи ракет, пролетающих через стратосферу ежегодно (...) Мартин Росс, атмосферный ученый из Aerospace Corp., (...) входит в число тех, кто хочет, чтобы Соединенные Штаты и другие страны финансировали пробные полеты через ракетные шлейфы для измерения их выбросов, а затем для количественной оценки потенциального воздействия различных видов ракет. Затем регулирующие органы и, возможно, благожелательные миллиардеры могли бы установить лимиты на количество запусков в год или перейти на топливо, выделяющее меньше загрязняющих веществ, или, в идеале, сделать и то, и другое. Прямо сейчас у ученых нет данных о выбросах, которые им нужны для принятия таких правил или добровольных шагов. [Враг общества №1: Черный углерод] Что касается климата, то главная проблема не в углекислом газе в выбросах некоторых ракет. (...) общее влияние ракет на изменение климата в виде выбросов углекислого газа незначительно (...) более насущной проблемой является их сажа, известная ученым как черный углерод, который также оказывает значительное согревающее воздействие. (...) Сгустки плавают в стратосфере, поглощая коротковолновый солнечный свет и нагревая окружающий воздух, пока к ним не прилипает достаточное количество молекул воды, чтобы сделать их достаточно тяжелыми, чтобы они выпадали в виде осадков, иногда в виде сероватого снега. (...) Если бы там накопилось достаточно черной сажи, она бы распространилась, и это распространение могло бы нарушить погодные условия вдобавок к изменениям, уже происходящим из-за потепления климата. (...) воздействие выбросов черного углерода не будет ограничиваться непосредственной областью, в которой они выбрасываются, например, стартовой площадкой. Вместо этого удары больше всего ощущались в районах, удаленных на сотни или тысячи километров. (...) крупнейшими источниками черного углерода в большей части стратосферы являются случайные вулканы или крупные лесные пожары, которые катапультируют пепел на большие высоты. Для самой высокой области стратосферы выше 20 км космический полет является единственным источником черного углерода. [Озон] Стратосфера также является домом для озонового слоя (...) В 2020 году исследовательская группа под руководством Элоизы Марэ, доцента физической географии Лондонского университетского колледжа, провела моделирование запусков ракет, проведенных годом ранее. Наряду с черным углеродом они каталогизировали выбросы, включая оксиды азота и, исключительно от твердотопливных двигателей, частицы глинозема [оксид алюминия] и хлор. Эти выбросы могут свести на нет восстановление озона за последние три десятилетия, даже если общее количество полетов в год не соответствует текущим планам. (...) [Борьба с сажей] Простое изменение мест запуска или смещение графика запусков, чтобы дать время саже упасть с неба, может свести к минимуму ущерб окружающей среде. Но мнения о том, как долго сажа остается, расходятся. (...) Имея больше данных для определения точного количества частиц черного углерода, выбрасываемых каждым типом ракеты-носителя, и того, как долго эти частицы могут оставаться в стратосфере, ученые могли бы помочь сформулировать рекомендации для ступенчатых запусков, чтобы минимизировать общее воздействие на окружающую среду. (...) он [Росс] хочет создать подробный «индекс выбросов черного углерода» для различных видов ракетного топлива и двигателей. (...) «Чего не хватает, так это финансирования. (...) Я думаю, это потому, что сейчас так много площадей коммерциализировано». [Углеводородная альтернатива] Конечно, у Безоса и Маска может быть один способ получить свои миллионы в космосе, не вызывая климатических и погодных катастроф: переход на неуглеводородные двигатели. (...) Основываясь на исследованиях Росса, Blue Origin подсчитала, что воздействие на климат от одного BE-3PM [двигателя в ракете-носителе New Shepard] будет в 750 раз меньше, чем от гибридного двигателя - такого, который летает в космосе, туристического конкурента Virgin Galactic. Росс говорит, что отсутствие текущих данных означает, что он не может рассчитать воздействие на климат более точно, чем на порядок величины, что означает 10-кратную погрешность. (...) Нет надежды, что жидкий водород и кислород не окажет никакого влияния на атмосферу, если его запускать даже в большом количестве. Выбросы водяного пара могут образовывать облака в верхних слоях атмосферы и тем самым влиять на погодные условия по мере того, как совершается все больше и больше рейсов. (...) «Когда вы смотрите на индустрию космического туризма, это немного шокирует, потому что вы понимаете, что это 1% самых богатых людей, которые смогут отправиться в космос, чтобы, по сути, сделать дорогие селфи», - говорит она [Марэ]. «Важно то, что мы должны работать вместе как международное сообщество для разработки политики, которая может хотя бы смягчить воздействие, которое это окажет на атмосферу».

Керри Бакли. Действовать сейчас, пока мы не оказались в ловушке на Земле (Kerry Buckley, Act now, before we're trapped on Earth) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №1, 2022 г., стр. 36-38 в pdf - 610 кб
«Если мы не изменим нашу нынешнюю траекторию [способ нашей космической деятельности], мы устроим себе космическую пробку, которая буквально заманит нас в ловушку на Земле. Это потому, что иногда пути спутников пересекаются, как автомобили на перекрестке. Эти «соединения» могут привести к катастрофическим столкновениям - и создать огромное количество потенциально опасных обломков. Это уже не проблема завтрашнего дня. Она уже начинается. (...) Чем дольше мы откладываем решения, тем больше проблема становится устойчивой. Объектам, застрявшим на низкой околоземной орбите, требуются десятилетия атмосферного сопротивления, чтобы их орбиты разрушились. Выше низкой околоземной орбиты атмосфера Земли не является игроком, поэтому орбитальные обломки обычно продолжают вращаться вокруг Земли бесконечно. (... ) Из-за распространения спутников на низкой околоземной орбите количество предупреждений о космических столкновениях, регулярно выпускаемых Космическим командованием США каждую неделю, только в 2020 году выросло более чем в пять раз. (...) Что будет? Больше спутников: Starlink (с 1 800 до 42 000), OneWeb (6 000), Amazon Project Kuiper (3 000), запланированное Китаем массовое созвездие на низкой околоземной орбите (13 000) и другие. (...) По оценкам НАСА, еще 100 миллионов объектов размером менее примерно 2 сантиметров [помимо 23 000 малых и больших орбитальных объектов] (...) не могут быть надежно отслежены. Эти неотслеживаемые объекты не учитываются в процессе проверки и отчетности отдела, даже если они могут привести к завершению миссии или даже к опасному для жизни ущербу. (...) Мы делим его [космос] со всеми народами, поэтому мы не можем устанавливать односторонние правила. (...) Ниже приведены пять ключевых рекомендаций (...) [1] Проектировать спутники и ракеты-носители, которые с меньшей вероятностью будут создавать большие поля мусора. (...) Нам также срочно нужны меры (см. №5 ниже), чтобы предотвратить преднамеренное создание крупных полей мусора. (...) [2] В первую очередь избегайте переполненных орбит, лучше планируя миссию. Нынешняя тенденция, когда все движутся по одному и тому же набору орбит, чтобы максимизировать отдачу от инвестиций, неустойчива. (...) [3] Разработать спутники, которые будут сходить с орбиты или удаляться с переполненных орбит после завершения миссии. (...) Бортовые системы должны обеспечивать спутникам на низкой околоземной орбите возможность схода с орбиты после завершения миссии. Даже объекты, находящиеся выше низкой околоземной орбиты, в конечном итоге должны будут быть выведены с орбиты (...) [4] Улучшенные человеко-машинные методы для обработки текущих и будущих рабочих нагрузок по прогнозированию и предупреждению столкновений - и тем самым улучшить управление космическим движением. Измените процесс проверки столкновений и отчетности и рассмотрите методы машинного обучения и искусственного интеллекта. (...) [5] Сформировать всемирный орган для предоставления передового опыта и управления стимулирующими космическими нормами и операциями по всей планете, как это делается с воздушным движением. (...) начать более длительный курс участия международного космического сообщества и принятия Организацией Объединенных Наций коммерческих стандартов для введения в действие планетарных космических норм поведения и создания надежной системы управления космическим движением. (...) [Заключение] Мы уже были на Луне. Если мы продолжим нашу текущую траекторию, в не столь отдаленном будущем мы, возможно, не сможем вернуться туда или дальше. Итак, давайте предпримем смелые действия сейчас, чтобы не оказаться в ловушке на Земле на века вперед».

Джесси Лейтнер, Таппер Хайд. Как НАСА решило, что Уэбб готов -- Адам Лоуренс. Открытка с Куру (Jesse Leitner, Tupper Hyde, How NASA decided Webb was ready -- Adam Lawrence, Postcard from Kourou) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №2, 2022 г., стр. 34-43 в pdf - 1,40 Мб
«Оценка риска включает в себя прогнозирование вероятности возникновения отказов или других типов проблем. (...) Что касается космического телескопа следующего поколения, который мы теперь знаем как JWST [Космический телескоп Джеймса Уэбба], в исторических отчетах не было никаких действующих космических телескопов подобных конструкций, чтобы обеспечить основу для исторических рисков для такой системы. Кроме того, наземные испытания, которые являются основным средством снижения рисков, в этом случае имели большие ограничения из-за размера телескопа, плана развертывания и гравитации Земли. Космический аппарат, включая его солнцезащитный козырек и узел телескопа, были слишком велики, чтобы их можно было развернуть в полной конфигурации в вакуумной камере. Узел телескопа необходимо будет испытать отдельно от солнцезащитного козырька и корпуса космического аппарата, состоящего из оборудования для связи, движения и других основных функций космического аппарата. Возможно, самое главное, что в космосе солнцезащитный козырек и оптика будут развернуты в условиях невесомости, но не было никакого способа точно имитировать такие условия в требуемом масштабе на местности. (...) Таков был контекст в декабре 2020 года, когда нам поручили (...) провести совокупную оценку рисков (...) Реестр рисков проекта - база данных открытых, закрытых и принятых рисков - была большой, но одна конкретная тема занимала всеобщее внимание: солнцезащитный козырек. Ни один тест развертывания не дал полностью удовлетворительных результатов. Один из вопросов, на который должна была ответить оценка риска, заключался в том, стоит ли проводить последний тест развертывания солнцезащитного козырька (...). К моменту нашей оценки Годдард перешел к контекстно-зависимым заявлениям о рисках в качестве стандартного процесса: « [1] Дано: "существующее условие или сценарий" [2] Возможно, что "происходит нежелательное событие" [3] В результате "последствия для проекта"». В Годдарде, как и везде в НАСА, вероятность результата теперь выражается в процентах по шкале риска, и эта вероятность теперь сопоставляется с тяжестью потенциальных последствий посредством ссылки на пятиуровневую цветовую матрицу. . Риски теперь можно обсуждать в числовой, а не эмоциональной манере, основываясь на этой матрице вероятность-последствие, или LxC. Таким образом, риск с LxC 1x5 имеет низкую вероятность возникновения, но если это произойдет, последствия будут серьезными. LxC 5x1 означает, что существует высокая вероятность возникновения риска, но последствия не очень страшны. (...) На самом высоком уровне детализации ключевыми областями риска были следующие: [1] Широкое использование невзрывных исполнительных устройств, которые имеют минимальную отказоустойчивость, являются критически важными для развертывания и не могут быть полностью протестированы ( ...) [2] Использование новых невзрывоопасных исполнительных устройств диаметром три четверти дюйма (2 сантиметра) в критических приложениях без предшествующей истории. (...) [3] Включение невзрывоопасных исполнительных механизмов в устройства освобождения мембраны (MRD), которые представляли собой более высокие уровни сборки, удерживающие солнцезащитный козырек в сложенном состоянии, привело к увеличению риска применения. (...) [4] Ограниченная возможность протестировать огромную обсерваторию, основанная как на практических ограничениях, так и на необходимом ответе на проблемы, выявленные на поздних стадиях разработки, которые препятствуют полному тестированию конфигурации в полете. Все риски были рассмотрены для агрегирования. (...) Основными кандидатами на объединение были развертывания, в первую очередь солнцезащитный козырек. (...) Это связано с тем, что обсерватория не могла быть полностью испытана в окончательной летной конфигурации. В конечном итоге мы выявили два больших совокупных риска, первый из которых был следующим: «[1] Дано: огромный размер, сложность, ограничения разработки и уникальный характер (нет исторической достоверности) обсерватории JWST, которые препятствуют полной проверке во время полета и/или проверке сложных моделей, [2] существует вероятность того, что: ключевое взаимодействие, влияющее на производительность системы, не определено, [3] В результате производительность миссии будет умеренно снижена. [Результат] Рекомендуемый LxC: 2x3. (...) без возможности протестировать всю систему в ее конечной конфигурации и окружающей среде, ключевая деталь, связанная с температурной средой и отсутствием силы тяжести, могла быть упущена на земле. (...) Этот риск предполагал, что развертывание было достаточно успешным, но могли иметь место некоторые другие сопутствующие эффекты, ухудшающие характеристики прибора. Для второго совокупного риска мы также определили катастрофический вариант предыдущего риска на основе того же контекста, который включает угрозу неудачного развертывания: «[1] Учитывается: огромный размер, сложность, разработка ограничения и единственный в своем роде характер (без исторической надежности) обсерватории JWST, которые препятствуют полной проверке во время полета и/или проверке сложных моделей, [2] Существует вероятность того, что: ключевое системное взаимодействие, которое не учитывается или смоделировано с достаточной точностью в тестовой среде с ускорением 1g в сочетании с ограниченной способностью разгрузить гравитацию, что приведет к несоответствию укладки и кабелей на орбите, что повлияет на ключевое развертывание, [3] В результате, что: миссия не соответствует минимальным критериям успеха [Результат] Рекомендуемый LxC: 1x5.' (...) Без возможности протестировать всю систему в ее конечной конфигурации и условиях, ключевая деталь, связанная с тепловыми условиями и отсутствием гравитации, могла быть упущена на земле. (...) Два вышеупомянутых совокупных риска были доведены до совета по рискам проекта, обсуждены и в конечном итоге включены в реестр рисков проекта как некоторые из ключевых рисков, которые будут учтены до запуска. С JWST на орбите риск 2x3 не будет устранен до тех пор, пока через несколько месяцев не будет завершен ввод в эксплуатацию, в то время как второй риск может быть устранен после завершения развертывания и, таким образом, на момент этой публикации действительно исключен. (...) Учитывая уверенность проектной группы в том, что она полностью осознала самые последние аномалии в тестировании развертывания в конце 2019 года, проект планировал продолжить без еще одного полномасштабного развертывания. Наша оценка помогла понять, что на самом деле это было лучшее решение по более фундаментальной причине. (...) не было разумного способа разгрузить гравитацию, как если бы ее на самом деле не было, несмотря на существующие тепловые условия. (...) дальнейшее развертывание почти наверняка приведет к увеличению, а не снижению риска возникновения проблем на орбите или даже к заметному повреждению системы на земле. (...) Проектанты знали, что сделали буквально все возможное, чтобы миссия увенчалась успехом, но не объяснили, почему это было серьезной проблемой. Своевременная, независимая, совокупная оценка рисков во многом способствовала предоставлению общепонятного заявления об оставшемся риске для заинтересованных сторон [лиц или организаций, которые имеют законный интерес в проекте]. При этом они могли быть уверены, что все, что можно было сделать, было сделано для того, чтобы они могли спокойно принять решение об отправке на запуск». -- Вторая статья: Фоторепортаж и личный отчет о посещении Куру для запуска. JWST на ракете Ariane 5.

Леонард Дэвид. НАСА переосмысливает свою марсианскую стратегию (Leonard David, NASA rethinks its Mars strategy) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №3, 2022 г., стр. 22-31 в pdf - 2,00 Мб
«Несмотря на все усилия НАСА на протяжении десятилетий, Марс остается в значительной степени загадочным. Не было обнаружено никаких доказательств того, что жизнь в той или иной форме когда-то существовала на планете или существует до сих пор, хотя есть дразнящие доказательства таких возможностей. Есть желание отправить астронавтов на Марс, и Илон Маск пообещал колонизировать планету, даже если ученые предупреждают, что у них еще недостаточно знаний о Марсе, чтобы руководить такими усилиями. Именно в этом контексте НАСА начало собирать советы от ученых о том, как обновить марсианскую программу агентства, которая включает свежий взгляд на размер и тип космических кораблей, которые следует отправлять, как часто и в какие регионы - многомиллиардные спускаемые аппараты и вездеходы в среднем каждые шесть лет, в основном в экваториальную область Марса.(...) Далее предполагается, что спускаемый аппарат, финансируемый НАСА, приземлится в 2028 году с небольшим марсоходом, финансируемым Европейским космическим агентством, который разыщет и соберет образцы марсианского грунта и горных пород, которые в настоящее время остаются в титановых трубках ровера Perseverance. Подъемная ракета отправит эти образцы в космос, где их подберет орбитальный аппарат и отправит к Земле для прибытия в 2031 году. Набирает обороты новый подход, который позволит сохранить возвращение образцов с Марса, но добавить небольшой и менее дорогой космический аппарат. Поворотный момент может наступить уже в конце марта [2022 года] с запланированным выпуском Десятилетнего обзора планетологии и астробиологии США Национальной академией наук, инженерии и медицины. (...) НАСА (...) не оставляет сомнений в том, что планирует обновить свою марсианскую стратегию (...) Чуть более года назад созданная НАСА рабочая группа заложила основу для текущих дискуссий, опубликовав аналогичный призыв к малым космическим аппаратам. В отчете рабочей группы за 2020 год «Марс, ближайший обитаемый мир - комплексная программа будущего исследования Марса» рекомендуется, чтобы НАСА выполняло миссии, стоимость проектирования, разработки, запуска и эксплуатации которых находится в диапазоне от 100 до 300 миллионов долларов США. В отличие от этого, НАСА потратило 2,4 миллиарда долларов США на создание и запуск Perseverance и ожидает 300 миллионов долларов США на эксплуатационные расходы, что в сумме составит 2,7 миллиарда долларов США. В 2020 году независимая наблюдательная комиссия оценила вклад НАСА в вопрос о возвращении образцов с Марса в размере от 3,8 до 4,4 млрд долларов США. (...) Брюс Джакоски из Колорадского университета, ученый из Боулдера, возглавлявший рабочую группу, резюмирует свои размышления следующим образом: «За последние несколько лет мы наблюдаем невероятное расширение возможностей малых космических аппаратов. Концепции, которые были немыслимы всего несколько лет назад, сегодня могут быть реализованы относительно легко», - говорит он. (...) Первый шаг, отмечает Якоски, будет заключаться в том, чтобы менеджеры НАСА и исследователи Марса определили, действительно ли важные научные задачи могут быть решены с помощью небольших космических аппаратов. (...) Бетани Элманн, профессор планетологии Калифорнийского технологического института, говорит, что поиск жизни на Марсе является одной из причин, по которой НАСА должно добраться до марсианской поверхности с помощью различных миссий. (...) Пришло время разработать новые способы сбора большего количества данных из различных мест на Марсе, говорит Элманн. В поисках жизни ученые имеют в виду различные ландшафты и глубины за пределами экваториальных областей и околоповерхностных областей, исследованных Curiosity и Perseverance. Возможно, глубоко под землей скрывается многообещающая микробная среда обитания. (...) Многочисленные посадочные модули будут доступны по цене, потому что ни одному из них не понадобятся сложные двигательные установки или парашюты для замедления. Вместо этого каждый из них задействует аэротормоз, чтобы замедлить себя примерно до 50 метров в секунду, а затем разрушаемый носовой обтекатель поглотит энергию удара. (...) Возможно, самое свежее размышление о Марсе связано с полетами вертолета Perseverance Ingenuity в кратере Джезеро. (...) НАСА оценивает возможность выпуска гексакоптера [беспилотного многороторного винтокрылого аппарата с шестью роторами] на этапе входа, спуска и посадки будущей миссии. Такой самолет мог бы тщательно исследовать скалы, полярные шапки и слоистые отложения или пронестись над возможными древними родниками. (...) В целом, предполагает [Чарльз] Эдвардс [менеджер отдела перспективных исследований Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния], сейчас ведутся разговоры о том, как лучше всего объединить идеи недорогих миссий, чтобы создать смесь малых и больших миссий, поскольку именно они потребуются для решения всего спектра научных вопросов о Марсе. Создание новаторского плана исследования Марса вполне может вызвать волновой эффект через планетарное научное предприятие НАСА. «Я считаю, что многие из технологий и подходов, которые мы могли бы использовать в недорогих исследованиях Марса, могли бы оказаться полезными для других целей Солнечной системы, - говорит Эдвардс».

Пол Маркс. T+50 (Paul Marks, T + 50) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №3, 2022 г., стр. 32-43 в pdf - 2,81 Мб
«В 2022 году Великобритания намерена выдать лицензию как минимум трем новым частным пусковым площадкам для малых спутников, а за ними последуют и другие, в местах от Корнуолла на самой юго-западной оконечности Англии до самых северных Шетландских островов в Шотландии. Планируется, что британские ракетные стартапы станут одними из первых клиентов.(...) Поскольку все три космодрома надеются провести свой первый запуск в 2022 году, начинается гонка за то, чтобы первыми вывести ракету на орбиту.(...) Космическое агентство Великобритании, UKSA, (...) выделило десятки миллионов фунтов стерлингов в виде гранта для помощи в строительстве некоторых из первых космодромов, а также финансирует разработку будущих площадок. Что стоит за всеми этими шагами? стремительный успех британского сектора производства спутников и космических услуг, доход которого в 2019 году составил 16,4 млрд фунтов стерлингов (22,1 млрд долларов США) (для сравнения, бюджет НАСА составляет 22,6 млрд долларов США), UKSA хочет предложить производителям спутников дополнительный стимул в виде быстрых и оперативных запусков малых спутников. На самом деле правительство Великобритании хочет не меньше, чем «захватить» европейский рынок, провозгласив в своей последней Национальной космической стратегии цель стать к 2030 году «ведущим поставщиком коммерческих запусков малых спутников» среди европейских стран, независимо от того, находятся ли их стартовые площадки в Европе или где-либо еще. (...) Однако это не было бы большим успехом в британском запуске без некоторых британских ракет. Таким образом, UKSA в 2018 году также предоставил шотландскому ракетному стартапу Orbex грант в размере 5,5 млн фунтов стерлингов (7,4 млн долларов США) для помощи в разработке 19-метровой двухступенчатой ракеты-носителя малых спутников под названием Prime. (...) Ракеты Prime будут запускать полезную нагрузку до 150 кг с космодрома Сазерленд, начиная с конца 2022 года (...) Кроме того, стартап Skyrora в Эдинбурге получил грант Европейского космического агентства в размере 3 млн евро (3,4 млн долларов США) на разработку трехступенчатой ракеты Skyrora XL высотой 22 метра для запуска малых спутников массой до 315 кг. (...) Это не значит, что абсолютный успех гарантирован, [Грег] Сэдлиер [соучредитель лондонской консалтинговой компании know.space] добавляет: вполне вероятно, что не все из них достигнут полной коммерческой устойчивости». (...) За три месяца до запуска Prospero [на ракете Black Arrow в 1971 году, оба произведены в Великобритании], тогдашний министр аэрокосмической промышленности Фредерик Корфилд объявил парламенту, что британское правительство, погрязшее в экономическом кризисе, решило отменить программу «Черная стрела», потому что «поддержание национальной программы для пусковых установок со сравнительно ограниченными возможностями поглощает непропорционально большую долю доступных ресурсов». (...) В результате полигоны для испытаний ракет в Великобритании и британские стартовые площадки в Вумере [Австралия] были снесены, конструкции уничтожены, а инженеры Black Arrow уволены. (...) Садлиер принадлежит к числу тех, кто считает, что настало время для возрождения. (...) Но является ли это британской индустрией запуска, если эти растущие космодромы частично зависят от импорта и запуска американских ракет? (...) [Садлиер:] «Таким образом, партнерство с США или другими странами - это действительно хороший способ для Великобритании ускорить свой опыт, быстро набраться опыта и начать создавать больше местных возможностей. Это просто способ ускорить все». (...) С их северными широтами все три из первых запланированных космодромов Великобритании могут предлагать клиентам полеты на полярные или солнечно-синхронные орбиты (...) новые космопорты должны получить одобрение регулирующих органов. Лицензии на запуски в Великобритании будут выдаваться новым отделом космического регулирования Управления гражданской авиации Великобритании, и, если ракета американского производства, также потребуется лицензия FAA [Федерального управления гражданской авиации]. Этот экспорт американской космической ракетной техники в Великобританию стал возможен благодаря подписанию в июне 2020 года соглашения между Великобританией и США. Соглашение о гарантиях технологии; этот договор гарантирует, что экспортируемые ракетные технологии США надежно защищены в смысле противодействия распространению. (...) Многое делается вокруг того, какой из трех космодромов Великобритании первым выведет на орбиту малый спутник, но для [Роя] Кирка [директора проекта Space Hub Sutherland] большая картина здесь - это шанс наверстать упущенное. потерянные годы ракетостроения после отмены «Черной стрелы». «Теперь у Великобритании есть реальная возможность вернуть себе то, что могло бы быть», - говорит он».
[T + 50 = пятьдесят лет после того, как британская ракета в последний раз запустила спутник]

Кэт Хофакер. Последнее препятствие (Cat Hofacker, The last hurdle) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №4, 2022 г., стр. 11 в pdf - 884 кб
«После десяти лет разработки один последний проверочный тест - это все, что стоит между первой ракетой SLS НАСА, показанной здесь вскоре после захода солнца 17 марта [2022 года] на пути к стартовому комплексу 39B на мысе Канаверал, и первым запуском проекта. (...) прежде чем назначить дату запуска, НАСА заявило, что хочет завершить испытание загрузки топлива и имитацию обратного отсчета, запланированные на начало апреля. (...) Ракета совершила свой 11-часовой ночной переход на массивном гусеничном ходу. Во время мокрой генеральной репетиции НАСА и его подрядчики заполнят двойные баки на основной ступени SLS жидким водородом и жидким кислородом, в то время как часы обратного отсчета запуска тикают чуть менее чем до 10 секунд. Здание сборки транспортных средств, чтобы позволить провести по крайней мере двухнедельный анализ, чтобы убедиться, что ракета готова для Artemis I».

Джонатан О'Каллаган. Надежда на решение проблемы космического мусора (Jonathan O'Callaghan, Hope for solving space debris) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №4, 2022 г., стр. 24-33 в pdf - 2,51 Мб
«Сегодня около 5000 активных спутников вращаются вокруг нашей планеты вместе с 2500 мертвыми спутниками и десятками тысяч обломков размером больше бейсбольного мяча. Если сосчитать объекты размером с зернышко попкорна, общее количество вырастет до тысяч миллионов из широко высмеиваемых противоспутниковых испытаний, проведенных в последние годы Китаем и Россией [также США и Индией]. Любой из этих обломков может, в зависимости от места удара, разрушить спутник или пробить дыру в капсуле экипажа или жилом помещении и вызвать потенциально смертельную разгерметизацию. «Это лишь вопрос времени, когда люди погибнут из-за куска мусора», - говорит Мориба Джа, космический эколог из Техасского университета в Остине и обозреватель Aerospace America. Если ничего не делать, количество мусора обязательно будет расти, так как количество спутников продолжает быстро расти. Только за последние два года они почти удвоились, и к 2030 году в космосе может находиться около 150 000 активных спутников, отчасти благодаря мегасозвездиям, запущенным такими компаниями, как SpaceX в США и OneWeb в Великобритании. В худшем случае одно столкновение может вызвать серию каскадных столкновений между кусками мусора и работающими спутниками, что приведет к широкому и опасному распространению загрязнения орбиты. Это беспокойство было смоделировано в 1978 году ученым-метеороидом Дональдом Кесслером из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, который вышел на пенсию в 1996 году. Синдром Кесслера, как впоследствии окрестили сценарий, может сделать невозможным запуск спутников или людей на определенные орбиты, потому что риск столкновений будет слишком высок. Некоторые утверждают, что синдром уже начался. (...) Можно ли остановить или даже развернуть тренд? (...) Сегодня специалисты в этой области видят три взаимосвязанные цели, которые вместе дают наилучшие шансы на решение проблемы космического мусора: [1] Необходимо предотвратить столкновение объектов. [2] Наиболее опасные обломки, такие как мертвые спутники и заброшенные ступени ракеты, должны быть удалены. [3] Должны быть установлены правила для предотвращения образования новых обломков, возможно, включая запрет на испытания противоспутникового оружия. [Предотвращение столкновений] Для предотвращения столкновений требуется тщательное отслеживание и, при необходимости, маневр, чтобы избежать удара. (...) необходимо более быстрое и точное отслеживание спутников и мусора на орбите. Одной из ведущих компаний в этой области является LeoLabs of California, которая в настоящее время управляет четырьмя радиолокационными площадками на Аляске, в Коста-Рике, Новой Зеландии и Техасе и планирует открыть еще больше в ближайшие годы. (...) Компания заявляет, что обычно в год она идентифицирует около 800 000 возможных событий соединения, и это число будет только расти по мере запуска большего количества спутников. (...) [Удаление мусора] В целом, именно мертвые, неуправляемые объекты могут представлять собой самую большую проблему и самые высокие ставки. (...) Результатом [некоторых анализов] стал LightForce, концептуальный лазер, который будет выталкивать объекты на орбиту, чтобы избежать столкновений. (...) потребуется 10-киловаттный лазер, что сделает его в 10 миллионов раз более мощным, чем стандартная лазерная указка (...) Попадание такого лазера в объекты за день или два до прогнозируемого соединения достаточно изменит курс чтобы исключить вероятность столкновения. (...) Однако предложения построить прототип были отклонены, и исследования в НАСА прекратились в 2015 году. Но в Австралии [Селин] Д'Оржевиль и ее команда [из Австралийского национального университета] продолжили работу (...) К сожалению, отчасти из-за задержек, вызванных пандемией, у ее команды закончилось финансирование в середине 2021 года, прежде чем систему удалось протестировать. Тем не менее, если бы это сработало, его можно было бы использовать не только для того, чтобы сбить обломки с курса столкновения, но и полностью удалить его из космоса. (...) Такие идеи пока остаются несколько фантастическими, но есть более краткосрочные решения по удалению опасного мусора с орбиты. Одной из ведущих компаний в этом направлении является Astroscale, токийская компания, которая хочет захватывать спутники с помощью магнитов и возвращать их в атмосферу. Цель состоит в том, чтобы подготовить к запуску космический корабль, который сможет убрать с орбиты мертвые спутники или даже пустые ступени ракеты. (...) Такая технология, в случае успеха, может оказаться бесценной. (...) [Новые правила] Последней частью головоломки космического мусора будет установление адекватных правил. В 2007 году Организация Объединенных Наций утвердила свободные правила в надежде контролировать мусор. Она требует, чтобы спутники сгорали в атмосфере не более чем через 25 лет и выбрасывали оставшееся взрывоопасное топливо. Однако соответствие низкое. В отчете Европейского космического агентства о космической среде за 2021 год было обнаружено, что более половины спутниковых операторов не соблюдают рекомендации. Предпринимаются усилия по ужесточению требований. (...) Ходят слухи, что такое законодательство может появиться на горизонте и, возможно, закрепить некоторые истинные правила для объектов и мусора на орбите Земли в США (...) Создать глобальные законы было бы сложнее. Если Организация Объединенных Наций не решит сделать это, другие страны должны будут решить, следовать ли по стопам США (...) Многие эксперты хотят более коротких временных рамок [чем 25-летний] увидеть запрет на противоспутниковые испытания, подобные тем, которые Россия провела в конце 2021 года, чтобы предотвратить большое скопление мусора. (...) Регулирование само по себе не решит проблему космического мусора. Скорее, это будет многогранный подход к отслеживанию и удалению мусора, наряду с привлечением к ответственности космических субъектов, когда это необходимо. Несмотря на то, что предстоит пройти долгий путь, многие из экспертов, опрошенных для этой истории, выразили осторожный оптимизм в отношении того, что все три могут быть достигнуты».

Керри Бакли. Правило удаления активного мусора №. 1 должно быть: Не навреди (Kerry Buckley, Active debris removal rule no. 1 must be: Do no harm) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №4, 2022 г., стр. 34-38 в pdf - 1,76 Мб
«Это будет через несколько лет. Устаревший спутник летит, кувыркаясь по низкой околоземной орбите со скоростью 28 000 километров в час. Автономный буксир активного удаления мусора (ADR) устанавливает рандеву и начинает выравнивать скорость вращения. В нужный момент он захватывает кувыркающийся спутник. Как только он получает полный контроль, буксир ADR замедляет спутник, чтобы снизить его высоту, и отпускает его, чтобы он сгорел в атмосфере. Это идеальный сценарий. В худшем случае буксир ADR сталкивается со спутником и создает 15-километровое поле обломков, которое не только закрывает ценную орбиту на десятилетия, но и ускоряет синдром Кесслера каскадных столкновений, уничтожая многочисленные спутники связи, наблюдения и научные спутники. (...) ADR может помочь решить серьезную проблему и быть очень прибыльным в этом процессе. К сожалению, проблемы ADR, вероятно, сложнее, чем многие думают, и последствия неудачи также, вероятно, выше, чем многие подозревают. Так что перед любыми демонстрациями в космосе передовые компании ADR должны позаимствовать клятву Гиппократа и «во-первых, не навредить». (...) Чтобы свести к минимуму негативное воздействие космического мусора, те, кто находится на переднем крае ДОПОГ, должны, как минимум, взять пример с авиационного и атомного секторов, создав систему управления безопасностью (СУБ). СУБ обеспечивает основу для достижения приемлемого уровня риска. Каждая СУБП строится на четырех основополагающих принципах: политика обеспечения безопасности полетов, управление рисками для безопасности полетов, обеспечение безопасности полетов и содействие обеспечению безопасности полетов. (...) Предположим, что вы и друг, обученный работе с SMS, хотите основать компанию ADR. Во-первых, вам нужно решить, что означает «активное удаление мусора» в вашей компании. ADR означает разные вещи для разных людей (...) Например, вы можете делать что угодно: а) перемещать обломки на орбиту, чтобы сжечь, б) доставлять их на высокие орбиты, чтобы оставить на «кладбищах», или в) перепрофилировать обломки - все от дозаправки и незначительных модернизаций до утилизации материалов на орбите. Каждая из этих разрозненных миссий сопряжена с уникальными рисками, поэтому убедитесь, что ваша компания не ведет себя так, как будто все они одинаковы. (...) Вы пришли к следующему конкретному определению ADR для вашей компании: Корпорация XYZ прикрепит спутник-захват [называемый Grappler-1] для захвата вышедших из строя спутников весом менее 1000 кг, находящихся на орбите не более 1000 км над Землей и перевода их на ближайшую орбиту входа на высоту 300 км. После этого грейфер восстановится до рабочей высоты 500 км. После того, как система ADR определена, реализация СУБП должна выглядеть следующим образом: [1] Начните с политики безопасности, первого столпа СУБП. Главной целью каждой компании, работающей с ADR, должно быть «прежде всего, не навредить». (...) Заложив этот фундамент, вы можете разработать остальную часть политики безопасности, включая некарательную систему отчетности по безопасности. [2] Применяйте управление рисками для безопасности полетов к своим бизнес-операциям. Применение управления рисками для безопасности полетов означает задавать трудные вопросы, выявлять опасности, а также анализировать и контролировать риски, чтобы обеспечить максимальную вероятность успеха миссии. (...) крупный государственный контракт, который вы ожидали, открывается для торгов по вывозу обломков. Это ваш шанс произвести впечатление на мир и буквально начать свою работу с нуля. Контракт предусматривает три возможных объекта обломков: два корпуса ракеты на расстоянии 850 км и один неработающий спутник на расстоянии 600 км. Что выбрать? (...) все взволнованы. (...) ваш друг занимает место в комнате, применяя управление рисками безопасности и указывая на вашу главную цель безопасности: чтобы не навредить, вы должны сначала знать, что ваша технология будет работать. В корпусах ракет все еще содержится топливо, поэтому риск взрыва слишком высок. Поэтому ваше предложение должно быть нацелено на вышедший из строя спутник, что позволит вам усовершенствовать свои технологии и операции. (...) [Несколько месяцев спустя:] Вы сократили этот длинный список открытых вопросов и неоспоримых рисков, и накапливаются доказательства, указывающие на успешную миссию. (...) Теперь ваши СМС будут действительно проверены. [3] Обеспечение безопасности, основа успешных операций ADR: все работают на полную катушку, чтобы довести Grappler-1 до полета в запланированную дату запуска. Работая в таком темпе, легко упустить из виду безопасность, поэтому вашим первым сотрудником после заключения контракта был специальный менеджер по обеспечению безопасности - назовем ее Сэм. Сэм следит за тем, чтобы все соблюдали политику, планы и процедуры, которые вы разработали, применяя управление рисками безопасности для разработки вашего предложения по контракту (...) Во время репетиций перед запуском Сэм оказывается еще более ценным. Она замечает, что одна из операционных групп работает не так, как требуется, и предоставляет информацию, позволяющую вам перетасовать команды для достижения оптимальной производительности. (...) Затем новые оперативные группы замечают ненадежный канал передачи данных в южной части Тихого океана и сообщают об этом Сэму, запуская процесс анализа управления рисками безопасности, который разрабатывает дополнительные эксплуатационные ограничения на маневр захвата, чтобы максимизировать надежность управляющего сигнала. Это означает отсрочку захвата на день, но, оглядываясь назад на «во-первых, не навреди», можно легко принять эту отсрочку. Миссия безупречна, и после возвращения Grappler-1 на 500-километровую барражирующую орбиту вы получаете звонки от четырех правительств, желающих нанять вашу компанию для следующей миссии. [4] Пропаганда безопасности - столп и продукт: поскольку вы правильно внедрили эту SMS-систему, теперь она стала основой вашего ведения бизнеса, а культура безопасности на уровне сотрудников ощутима. (...) Сэм говорит, что безопасная и успешная работа по ADR, проведенная в вашей компании, стала ключом к достижению международного консенсуса в отношении того, что ADR является безопасным и жизнеспособным. (...) Возвращаясь к реальности из этой воображаемой компании, ADR, без сомнения, представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Тем не менее, при наличии необходимых ресурсов и усилий это достижимо, если всегда помнить о последствиях неудачи».

Пол Маркс. Скоро в продаже: выходы в открытый космос без рукавов (Paul Marks, Coming soon: shirtsleeve EVAs) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №5, 2022 г., стр. 9 в pdf - 413 кб
«Из всех планов коммерческих космических станций, возможно, ни один не обеспечит более удивительный опыт работы на орбите, чем одноместный космический корабль (SPS), на котором Blue Origin и Sierra Space of Colorado планируют, чтобы инженеры и туристы прилетели на запланированную Orbital Reef*, которая появится позже в этом десятилетии. Разрабатываемый компанией Genesis Engineering Solutions из Мэриленда, SPS позволит совершать одиночные космические экскурсии без скафандра. Никаких тренировок по нейтральной плавучести или трудоемкой подготовки к выходу в открытый космос. Космический путешественник в рубашке с короткими рукавами откроет внутренний люк Orbital Reef, войдет в SPS - под тем же давлением 14,7 фунтов на квадратный дюйм [1014 миллибар = 1 атм], что и станция, - и закроет люк. (...) SPS также может летать автономно, например, для космических туристических экскурсий. (...) Внутри SPS пассажир будет дышать обычной смесью кислорода и азота - чистый кислород не нужен, а сегодняшние космонавты дышат перед тем, как отважаться на выход в открытый космос, чтобы очистить тело от азота, чтобы предотвратить последствия. (...) SPS будет приводиться в движение 24 азотными двигателями с холодным газом, подобными тем, которые установлены на пилотируемом маневровом блоке НАСА, на котором астронавт Брюс МакКэндлесс оторвался от космического челнока «Челленджер» на 100 метров в феврале 1984 года. (...) Genesis надеется получить роботизированную испытательную систему с космическими манипуляторами, готовую к полету к середине 2025 года. В случае успеха SPS сможет летать далеко за пределы низкой околоземной орбиты. «Он будет работать на Лунных вратах или, возможно, в транзитной миссии на Марс», - говорит [Брэнд] Гриффин [менеджер программы SPS]. «У него широкое применение».
* Orbital Reef = главная многофункциональная космическая станция на низкой околоземной орбите для торговли, исследований и туризма к концу 2020-х годов.

Пол Бринкманн. Предприниматели космических шаров (Paul Brinkmann, Space balloon entrepreneurs) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №5, 2022 г., стр. 10-15 в pdf - 1,13 Мб
«Супружеская пара и технические провидцы Табер МакКаллум и Джейн Пойнтер [оба являются исполнительными директорами своей компании Space Perspective] вступают в критический период в своем стремлении создать «первый в мире роскошный космический полет». Клиенты будут подняты в стратосферу внутри герметичной капсулы с окнами, подвешенными к водородному воздушному шару, откуда открывается вид на кривизну Земли и черноту космоса. Но сначала Маккаллум и Пойнтер должны доказать безопасность своей конструкции, и они планируют сделайть это в 2023 году, проведя серию летных испытаний без экипажа с мыса Канаверал во Флориде, за которыми последует полет с экипажем компании, а затем первые клиенты в 2024 году». - Интервью: «[Вопрос Пола Бринкманна] Как вы думаете, почему туристы будут платить за долгий и медленный полет на воздушном шаре? [Ответ Джейн Пойнтер] Когда мы думаем о космических путешествиях, мы обычно думаем о больших перегрузках, тренировках и специальном оборудовании, таком как скафандры. Очень увлекательно, но не для всех. Поэтому мы разработали этот способ поднимать людей выше 99% атмосферы с помощью космического шара, который позволяет это невероятно мягкое, комфортное, плавное переживание. Мы поднимаемся на воздушном шаре и спускаемся на на воздушном шаре - очень безопасно. (...) [Вопрос] Почему вы хотите работать в стратосферном туризме вот так и почему делаете это с воздушным шаром? [Пойнтер] На личном уровне и для компании невероятно важно, чтобы мы вели себя так, как будто мы на самом деле члены экипажа на этом космическом корабле «Земля». Так что наша капсула, космический корабль «Нептун», практически не имеет выбросов, и мы управляем компанией как углеродно-нейтральной компанией. [Вопрос] Продажа билетов началась прошлым летом в долларах США. 125 000 за место, так сколько вы продали, и что можно вы расскажете нам о том, кто их покупает? [Пойнтер] Мы распродали весь первый год и большую часть второго года, то есть около 600 билетов и 80 рейсов. Это широкая демографическая группа - люди, которые копят деньги, чтобы полететь, и люди, которые купили две капсулы по восемь мест в капсуле, потому что хотят лететь со своими друзьями, семьей или коллегами. Около 40% продаж приходится на выкуп всей капсулы. В отличие от некоторых полетов на ракетах, которые длятся всего 10 минут, это социальный опыт продолжительностью более шести часов с баром, туалетом и музыкой, если хотите. Мы ожидаем, например, что люди поженятся в некоторых поездках. (...) [Вопрос] как вы будете выбирать свои первые несколько экипажей? [Пойнтер] Мы также будем искать людей, которые могут по-разному рассказать об этом опыте - художников, музыкантов и лидеров всех мастей, студентов, исследователей. Я имею в виду, что когда Уильям Шатнер вернулся из своего полета Blue Origin, он очень четко рассказал о своем опыте, и это невероятно важно. (...) [Вопрос] Как сейчас обстоят дела с тестированием и производством? [МакКаллум] (...) Мы находимся в процессе создания нашей первой капсулы и намерены представить ее позже в этом году перед нашим испытательным полетом, который состоится примерно в конце года. Мы ожидаем, что через несколько месяцев начнем производство воздушных шаров и парашютов. Так что в 2023 году мы увидим много испытаний. [Вопрос] При полете на воздушном шаре нет рулевого или навигационного управления, так зачем вам нужен девятый человек на борту в качестве пилота? [МакКаллум] Вам нужен кто-то, кто позаботится о том, чтобы всем было комфортно. (...) есть ряд вещей, которые мы хотели бы иметь ручным управлением, как третий или четвертый уровень безопасности - например, с системой жизнеобеспечения. [Вопрос] Расскажите мне больше об оборудовании и материалах баллона. [МакКаллум] Это классический воздушный шар НАСА: полиэтилен, наполненный высокопрочными волокнами, чтобы придать ему необходимую прочность на растяжение. (...) По сути, это тот же самый воздушный шар, на котором НАСА совершило около 1000 полетов для изучения погоды и других видов исследований. (...) [Вопрос] Что испытают пассажиры во время и после приводнения? [МакКаллум] Наша команда метеорологов будет прогнозировать, где произойдет приводнение, правильное время для начала снижения и правильную скорость снижения, так что именно здесь будут наши руководство, навигация и контроль. Просто это не так сложно, как траектория полета ракеты. (...) [Вопрос] Каким будет обучение пассажиров? [Пойнтер] Это будет немного больше, чем полет на самолете. Мы будем просить людей приходить за три дня до вылета, отчасти из-за прогноза погоды. Мы хотим, чтобы людям было комфортно с капсулой, где что находится, как все работает. (...) [Вопрос] Какова самая большая проблема, с которой сейчас сталкивается Space Perspective? [МакКаллум] Самая большая проблема - обеспечить безопасный обычный полет. (...) регулярные полеты изо дня в день - это означает, что система должна быть абсолютно надежной и простой, насколько это возможно. (...) Так что на самом деле это была идея Джейн посмотреть на приводнение, потому что, вы знаете, вы не можете не скучать по океану».

Фил Мойнихан, Юджин Устинов. Изгиб кривой стоимости (Phil Moynihan, Eugene Ustinov, Bending the cost curve) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №5, 2022 г., стр. 38-41 в pdf - 926 кб
«Стремление к недорогому доступу в космос было мечтой всех космических держав с момента запуска Спутника-1 в 1957 году. (...) Страны и коммерческие компании предпринимали эволюционные шаги к этой цели на протяжении десятилетий, особенно в последние годы, но они до сих пор не достигли истинного сдвига парадигмы, который снизил бы стоимость запуска тяжелых полезных нагрузок до революционной степени. Возьмём SpaceX, которая планирует запустить свой многоразовый корабль Starship во время своего первого орбитального полета, возможно, в мае [2022]. Это будет первый испытательный полет двухступенчатой ракеты, состоящей из ракеты-носителя Super Heavy и разгонного блока Starship, который в конечном итоге будет перевозить астронавтов и даже туристов. Если все пойдет хорошо, полет продемонстрирует только насколько отличается эта тяжелая ракета от всех тех, что были до нее. После старта из Бока-Чика, штат Техас, двигатели Super Heavy 33 Raptor разгонят пустой Starship на пути к орбитальной высоте, а затем отделится и спустится с помощью своих двигателей, работающих на жидком метане и кислороде, для того, что компания неопределенно называет «мягкой посадкой» в Мексиканском заливе. (...) После отделения от Super Heavy Starship продолжит движение к орбитальной высоте, приводимый в движение шестью Raptor, и, достигнув этой высоты, отключит свои двигатели и начнет снижение без двигателя к Тихому океану. (...) Если испытательный запуск увенчается успехом, это станет ключевым шагом на пути к революционному снижению стоимости доступа в космос. Демонстрация того, что дорогие компоненты могут быть возвращены на Землю, вероятно, вдохновит другие компании на повторное использование. (...) Лунные миссии Аполлона в 1960-х и начале 70-х годов (...) подтвердили, что дальнейшее использование одноразовых транспортных средств для доступа в космос не является устойчивым. (...) В январе 1972 года [тогда США Президент Ричард Никсон поручил НАСА построить многоразовый космический корабль для доставки людей и грузов на низкую околоземную орбиту и обратно]. Проект космического челнока, выбранный НАСА в марте того же года, стал культовой архитектурой, которая теперь вошла в историю: при подъеме многоразовый орбитальный аппарат будет получать топливо из большого расходуемого внешнего бака, а также дополнительную тягу от двух твердотопливных ракетных ускорителей, корпуса которых будут вылавливаться из моря и реставрироваться. (...) Флоту космических челноков не удалось снизить затраты на запуск, как надеялись. Кроме того, каждый орбитальный аппарат требовал бОльшего ремонта между полетами, чем предполагалось изначально. Таким образом, в попытке предоставить альтернативу космическим шаттлам, НАСА в 1996 году заключило с Lockheed Martin контракт на разработку X-33, целью которого было создание одноступенчатого корабля для вывода на орбиту, оснащенного линейным аэродинамическим двигателем (...) Но после того, как программа столкнулась с длинной серией технических трудностей (...), НАСА отменило проект в 2001 году, так и не запустив демонстратор. Проблемы, с которыми столкнулись разработчики X-33, подсказывают нам, что по крайней мере две стартовые ступени, содержащие обычные силовые установки, как в конструкции Starship, остаются необходимыми для действительно экономичного корабля. (...) После обширного лоббирования со стороны аэрокосмической отрасли в ноябре 2005 года НАСА учредило Управление коммерческих экипажей и грузов, C3PO, с целью поощрения роста сектора частных космических аппаратов, которое, в свою очередь, создало Коммерческие орбитальные транспортные услуги, программа, COTS. (...) COTS открыла путь для программы развития коммерческих экипажей, чтобы наладить перевозки астронавтов на Международную космическую станцию и обратно. (...) Все эти усилия по коммерциализации, направленные на снижение стоимости килограмма при достижении космоса, хотя и были значительными, все же оставались эволюционными. (...) Единственный способ изменить кривую стоимости доступа в космос революционным образом - это многократное использование одной и той же ракеты-носителя. (...) Стали возникать различные концепции многоразовых ракет-носителей, в первую очередь от Blue Origin, Northrop Grumman, SpaceX и United Launch Alliance. Однако SpaceX стала явным лидером в достижении этой цели. SpaceX в значительной степени полагалась на умную перенастройку существующих технологий и финансировала большую часть разработки Starship за счет собственных внутренних ресурсов. (...) Исключением из стремления к повторному использованию была разработка НАСА лунных ракет системы космического запуска, начатая в 2011 году с группой подрядчиков. В отличие от Starship с его ускорителем Super Heavy, основную ступень SLS нельзя будет восстановить. Учитывая, что НАСА ожидает, что первые запуски SLS будут стоить 4,1 миллиарда долларов каждый, агентство упускает возможность сэкономить миллиарды долларов за счет повторного использования. Пытаясь установить лидерство в многоразовых системах запуска, SpaceX после трех попыток впервые в 2015 году восстановила разгонную ступень Falcon 9, приземлившись на мысе Канаверал, Флорида. И на момент написания этой статьи, согласно веб-сайту компании, SpaceX запустила 148 Falcon 9, и 88 из них были с ранее запущенными бустерами. Это достижение поставило SpaceX выше своих конкурентов в области многоразовых ракет-носителей и поставило ее в выгодное положение для разработки Starship. Подвиг Falcon был действительно новаторским достижением, которое продемонстрировало экономию средств почти на порядок величины для вывода полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту. SpaceX оценила стоимость запуска Falcon 9 в 2700 долларов США за килограмм против 20 000 долларов США за килограмм при запуске обычными средствами. И эти расходы должны продолжать снижаться по мере того, как все больше компаний переходят на повторное использование, а конкуренция растет. (...) По словам Константина Циолковского, отца теоретической и прикладной космонавтики, «Земля - колыбель человечества, но нельзя вечно жить в колыбели». Люди предназначены для космоса, и мы найдем способ».

Джон Келви. Зачем NOAA нужны его эхолоты (Jon Kelvey, Why NOAA want its sounders) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №6, 2022 г., стр. 28-35 в pdf - 3,05 Мб
«Находясь на высоте 35 000 километров над экватором, новейший геостационарный метеоспутник NOAA [Национального управления океанических и атмосферных исследований] может регистрировать удары молнии более чем на половине земного шара со скоростью 500 кадров в секунду и делать снимок западного полушария каждые 10 минут, а не только в видимом диапазоне, но также и в инфракрасном, и с достаточной точностью, чтобы увидеть клубы дыма от лесных пожаров, горящих по всему Нью-Мексико в начале мая [2022 г.] Но чего GOES-18 не может сделать, так это профилировать температуру и влажность атмосферы по высоте. Для этого потребуется эхолот*, похожее на камеру устройство, материалы детектора которого будут выбраны из-за их чувствительности к многочисленным мелкомасштабным диапазонам инфракрасных длин волн или диапазонов. В идеале эхолот должен быть гиперспектральным, то есть он будет быть чувствительным к тысячам таких диапазонов. (...) NOAA отказалось от предложенных звуковых сигналов [в 2007] по причинам бюджетного прагматизма на этапе формулировки. (...) Но теперь, 2022 может стать годом восстановления геостационарных зондов. Примерно через десятилетие гораздо более чувствительный гиперспектральный зонд, чем предложенный для GOES-R, сможет работать на специально предназначенном для него спутнике, в соответствии с ранним планом NOAA для своих метеорологических спутников следующего поколения, группировки Geostationary Extended Observations или GeoXO. (...) NOAA планирует иметь один на востоке, один на западе и третий между ними над центральной частью страны. Это тот, который будет оснащен эхолотом - компромисс, потому что у NOAA нет финансирования, чтобы установить эхолоты на два спутника на восточном и западном постах. (...) NOAA рассматривает возможность покупки в общей сложности шести спутников GeoXO, первый из которых будет запущен в 2030-х годах. (...) Но эхолот еще не готов. (...) Решение об окончательном наборе инструментов для GeoXO планируется принять в декабре [2022 года] в виде обзора Milestone 2 (...) Для спутников, оснащенных инфракрасными детекторами, зондирование полагается (...) на относительную непрозрачность атмосферы внизу. То есть, сколько инфракрасного света, излучаемого землей и облаками, достигает эхолота вместо того, чтобы поглощаться углекислым газом, водяным паром и другими составляющими атмосферы по пути. (...) Как только ученые рассчитают температуру как функцию непрозрачности, они смогут использовать хорошо известную концентрацию CO₂ в атмосфере для оценки температуры как функции давления и высоты над уровнем моря. Затем повторите этот процесс в отношении водяного пара, чтобы получить профиль водяного пара по высоте. (...) Благодаря температуре и влажности синоптики получили новое представление о конвекции и осадках. Отслеживайте их с течением времени или подключайте их к погодным моделям, и они могут определять скорость ветра. Все ключевые ингредиенты для понимания того, где суровая погода сейчас и где она будет в будущем. (...) GOES-4, запущенный в 1980 году, доставил на геостационарную орбиту демонстрационную версию зонда: радиометр со спиновым сканированием в видимом инфракрасном диапазоне. Этот эхолот с его 12 спектральными диапазонами был признан успешным. (...) В начале 2000-х годов начали планировать инструмент следующего поколения, который должен был использоваться в серии GOES-R: Hyperspectral Environmental Suite. Он должен был состоять из гиперспектрального эхолота и устройства формирования изображений прибрежных вод. (...) сочетание финансовых и технических трудностей в конечном итоге привело к тому, что NOAA удалило эхолот из GOES-R. (...) В случае одобрения эхолот GeoXO, напротив, станет огромным скачком вперед с точки зрения временного, спектрального и пространственного разрешения, способного сканировать «полный диск» Земли каждые 30 минут (...) Зонд GeoXO будет просматривать 1564 спектральных диапазона (...) В сочетании с более быстрым временем повторного посещения он может производить в 80 раз больше данных, чем зонд на НОО [низкой околоземной орбите]. (...) С таким разрешением и потоками данных GeoXO может перейти в область прогнозирования текущей погоды - прогнозов погоды, предоставляемых в течение нескольких часов после сбора данных, - и расширенного моделирования погоды. Это могло бы помочь лицам, принимающим решения, заблаговременно размещать коммунальные службы, продовольствие, воду или другие ресурсы до того, как наступят суровые погодные условия, и вносить коррективы в режиме реального времени (...) возможно, самое интересное приложение для гиперспектрального зонда GEO [геосинхронная орбита Земли], с точки зрения синоптиков и метеорологов (...), это то, как данные улучшат модели для прогнозирования суровой погоды в более далеком будущем, чем это возможно в настоящее время. (...) Текущая оценочная стоимость GeoXO, состоящая из шести спутников, 24 инструментов, наземных систем, разработки и 20 или более лет эксплуатации, составляет около 18,6 миллиардов долларов США (...) С момента принятия решения о GOES-R, другие страны запустили метеоспутники с аналогичными приборами, так что у США будет время поучиться у других и создать наилучший из возможных приборов».
* эхолот (sounder) = устройство или измерение атмосферных условий на различных высотах, первоначально: устройство для измерения глубины воды, особенно с помощью зондирующего звука.

Пол Маркс. Растут призывы к более безопасному возвращению образцов с Марса (Paul Marks, Calls grow for a safer Mars Sample Return) (на англ.) «Aerospace America», том 60, №6, 2022 г., стр. 36-39 в pdf - 1,71 Мб
«План НАСА и Европейского космического агентства по возвращению образцов марсианских пород и почвы на Землю в 2033 году кажется достаточно простым. На Марсе марсоход Perseverance собирает образцы пород и почвы для извлечения их будущим марсоходом, который, в свою очередь, доставит их к ракете для подъема. Образцы будут доставлены на орбиту Марса, чтобы встретиться с орбитальным аппаратом, возвращающимся на Землю, где они будут захвачены и упакованы в защитный сосуд, который спроектирован так, чтобы выдерживать вспахивание атмосферы и удары, чтобы отдохнуть на песке пустыни, по крайней мере, это теория. Многолетний космический балет Mars Sample Return должен быть чем-то большим, чем хореография руководства, динамики и контроля. Он также должен гарантировать безопасность биосферы Земли. В чем причина беспокойства? Никто не знает, какие биологически активные организмы могут существовать на Марсе, и если они существуют, то представляют ли они какую-либо угрозу для жизнь на Земле. (...) Это может произойти, говорит Международный комитет против возврата образцов с Марса (ICAMSR), базирующаяся в Нью-Йорке группа астробиологов-экологов, если сосуд для хранения образцов, возвращаемых на Землю, окажется неадекватным или если система входа на Землю (EES) вернется в атмосферу, а космический аппарат, в котором он находится, разрушается при ударе, как это произошло с зондом НАСА Genesis в 2004 году. В качестве альтернативы, EES может быть нарушена на высоте - возможно, после столкновения с космическим мусором, - предупреждает ICAMSR, распространяя марсианские патогены по всей планете. Вместо этого, по словам директора группы Барри ди Грегорио, бывшего астробиолога, группа поддерживает идею анализа марсианских образцов в биозащищенной лаборатории на Международной космической станции, запланированных NASA Lunar Gateway или будущей лунной базе. (...) в статье, опубликованной в декабре 2020 года в International Journal of Astrobiology, рабочая группа из 14 человек по стерилизации марсианских образцов, созванная НАСА, говорит: «Потенциальные риски, связанные с возвращением образцов с Марса, скорее всего, быть маловероятными, но с большими рисками последствий». (...) Итак, поскольку НАСА является федеральным агентством, оно должно подготовить отчет о воздействии на окружающую среду для миссии Mars Sample Return (MSR). В рамках этого ему пришлось узнать мнение общественности о рисках, связанных с его миссией стоимостью 8 миллиардов долларов США с ЕКА. 15 апреля [2022 г.] НАСА открыло 30-дневный период общественного обсуждения рисков MSR (...), пригласив людей опубликовать свое мнение в Интернете или посетить два виртуальных брифинга НАСА в прямом эфире, где они также могли задать вопросы о MSR НАСА экспертам и оставить комментарии. НАСА сообщает, что проект заявления о воздействии будет опубликован частично на основе этих комментариев и рассмотрен в течение еще 45-дневного периода общественного обсуждения «в конце 2022 года», а окончательное заявление будет опубликовано в 2023 году. (...) 170 общественных комментариев [были] получены НАСА (...) Но слушать такие взгляды и действовать в соответствии с ними - это две разные вещи, и наблюдатели говорят, что неясно, насколько НАСА желает или может повлиять на идеи о возвращении образцов на космические станции или на Луну, особенно в свете затрат, уже вложенных в архитектуру миссии MSR по возвращению на Землю. В любом случае, анализ марсианских образцов в лаборатории с высоким уровнем биологической безопасности 4 (BSL-4) на космической станции гораздо сложнее, чем кажется, говорит Кэсси Конли, астробиолог НАСА, изучавшая этот вопрос в качестве офицера с 2006 по 2018 год по планетарной защите агентства. «Создание инструментов для работы в условиях микрогравитации чрезвычайно сложно, а надежность, чувствительность и точность приборов для микрогравитации намного ниже, чем у тех же инструментов на Земле». (...) И Конли говорит, что размещение лаборатории с эквивалентной защитной оболочкой лаборатории BSL-4 на Луне может быть проблематичным, если она выйдет из строя и протечет. «Чтобы сохранить способность людей путешествовать между Землей и Луной, не нуждаясь в протоколах обеззараживания, было бы почти так же плохо, если бы Луна была заражена, как если бы Земля была заражена», - говорит она. «Поэтому, если в марсианских образцах есть что-то опасное, нельзя допустить, чтобы вышедшая из строя установка загрязнила ни Луну, ни Землю». Куда бы ни отправились образцы Марса после достижения орбиты Марса - будь то Земля, космическая станция или Луна - пакет из 30 запечатанных трубок с образцами горных пород и почвы, отправленный ракетой Mars Ascent Vehicle, должен быть инкапсулирован таким образом, чтобы любая марсианская пыль на нем полностью содержится в какой-то всеохватывающей пелене. До сих пор это должно было быть сделано путем роботизированной пайки защитной оболочки вокруг упаковки с образцом на орбите. Но в экологической презентации НАСА от 4 мая [2022 года] выяснилось, что от этого в высшей степени экспериментального метода отказались. (...) «Мы перешли к термоусадочной конструкции* для герметизации основного защитного сосуда», - сказал он [Брендан Фихан, системный инженер MSR, Capture, Containment, and Return System]. Пока не совсем ясно, как работает эта технология термоусадки (...) Однако в ICAMSR ди Грегорио не впечатлен этим технологическим переходом. (...) «Стоимость снова ставится выше безопасности». * термоусадочная посадка = метод, в котором используются эффекты теплового расширения и сжатия для достижения очень плотной посадки, образованной между двумя сопрягаемыми деталями. Обычно это включает в себя нагрев «внешней» части, так что она подвергается тепловому расширению. Затем эти две части могут быть относительно легко соединены вместе. Когда внешняя часть возвращается к комнатной температуре, она сжимается до своих первоначальных размеров, образуя невероятно плотное соединение вокруг «внутренней» части.