Мировые космические события 2020 года
В анонс не попали отечественные космические события (за исключением совместного проекта «Экзомарс-2020»), это исключительно международный обзор.
1. Испытания системы аварийного спасения корабля Dragon 2
Год открывает американская компания SpaceX. 18 января она планирует испытать систему аварийного спасения (САС) пилотируемого корабля Dragon в полёте. Для этого корабль будет установлен на первую ступень ракеты Falcon 9, которая стартует с площадки №39А на мысе Канаверал, а затем передаст кораблю сигнал аварии. После этого корабль должен отделиться от ракеты и выполнить посадку в Атлантическом океане. SpaceX поисковые операции для первой ступени ракеты Falcon 9 в ходе этих испытаний не запланированы.
Работа системы спасения корабля Crew Dragon при наземном испытании
Испытания САС - один из двух значимых этапов на пути к пилотируемому полёту Dragon. SpaceX необходимо также завершить сертификацию парашютной системы корабля. Испытательные сбросы массогабаритного макета для проверки работы парашютов в разных режимах завершились в декабре.
В 2019 году SpaceX осуществила 13 космических запусков, впервые с 2011 года снизив интенсивность пусковой программы. Это не стало неожиданностью: ранее президент компании Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell) предупреждала, что к началу 2019 года были почти полностью выполнены контракты для заказчиков, ожидающих запусков своих спутников на Falcon 9. На 2020 год Шотвелл, наоборот, прогнозирует рост запусков до рекордных 35-38. Компания займётся активной постройкой орбитальной группировки спутников связи Starlink. По мнению Шотвелл, запуски Starlink (по 60 аппаратов за раз) будут происходить каждые 2-3 недели.
Производство первых ступеней Falcon 9 в следующем году не вырастет, а, наоборот, уменьшится до 10 штук (в прошлые годы производилось 16-18 штук). Это связано с тем, что всё чаще ступени используются по 2-3 и даже по четыре раза.
2. Полёты американских пилотируемых кораблей
По словам Илона Маска, пилотируемый корабль Dragon будет доставлен на космодром в феврале, а его запуск к Международной космической станции будет возможен через несколько месяцев, т. е. в конце весны или летом. До запуска людей в космос SpaceX должна сертифицировать парашютную систему и систему аварийного спасения.
Корабль Boeing Starliner выполнил первый беспилотный полет в декабре 2019 года. Из-за возникших при выходе на орбиту проблем стыковка корабля с Международной космической станцией была отменена. Согласно контракту, отработка операций по сближению и стыковке корабля с МКС в автоматическом режиме является обязательной, однако, как было сказано на пресс-конференции после возвращения корабля на Землю, NASA может дать разрешение Boeing на пилотируемый полет без повторения беспилотного.
Анализ данных, собранных в ходе беспилотного полёта корабля в декабре 2019 года, завершится в марте или апреле. Решение о дате пилотируемого полета будет принято после этого, но на подготовку уйдёт не менее трех месяцев. Таким образом, полёт может состояться не ранее июня.
Сравнение размеров новых американских космических кораблей и российского «Союза»
При запуске программы Commercial Crew Development в 2010 году предполагалось, что эксплуатация новых космических кораблей начнется в 2015 году. В 2014 году, когда были заключены договоры с Boeing и SpaceX, пилотируемые полеты были назначены на 2017 год. Разработка новых космических кораблей заняла намного больше времени, чем планировало NASA. Частично это объясняется недофинансированием программ, но, помимо этого, компании столкнулись со множеством технических проблем. Они не обошли стороной ни молодую компанию SpaceX, ни имеющую огромный опыт Boeing.
Сейчас NASA очень осторожно комментирует сроки запуска двух коммерческих пилотируемых кораблей. Вероятно, ни один из них не состоится до начала лета, но, с большой вероятностью, оба запуска сдвигаются до конца года.
Первые полеты с астронавтами на борту являются частью программы испытаний. После этого результаты полетов будут проанализированы, и затем NASA сертифицирует корабли для регулярной эксплуатации.
3. Начало лётных испытаний нового китайского корабля
По неподтверждённым данным, во втором пуске ракеты CZ-5B в октябре 2020 года (либо в 2021 году) уже в апреле 2020 года на орбиту будет запущен новый китайский космический корабль. В отличие от используемого сейчас «Шеньчжоу», следующий корабль Китая не будет оборудован бытовым отсеком. Внешне он напоминает Dragon компании SpaceX или российский ПТК НП («Орел»). Корабль имеет диаметр 4,5 м и высоту 7,23 м. Его масса составляет 14 т, а свободный внутренний объем - 13 куб. м. Корабль, построенный для первого беспилотного запуска, является прототипом будущих пилотируемых и многоразовых грузовых кораблей. В грузовой модификации корабль сможет доставлять до 4 т груза на низкоорбитальную станцию и возвращать на Землю до 2,5 т груза.
Новый китайский космический корабль
Китай разрабатывает новый грузовой корабль для снабжения своей перспективной орбитальной станции, постройка которой начнется в 2021 году, но модульная структура корабля позволяет заменить грузовой «багажник» на большой агрегатный отсек с топливной и двигательной системами. Такой отсек может быть использован для полетов в окололунное пространство.
Кроме того, срок автономного полета грузового корабля составит 1 год. Китай рассматривает его также как перспективную лабораторию для проведения экспериментов в условиях микрогравитации.
4. Правительство Индии одобрило финансирование «Чандраян-3»
В 2020 году приоритетными для Индийского космического агентства станут две программы: пилотируемая программа «Гаганьян» и повторная попытка выполнить посадку на Луну в рамках миссии «Чандраян-3. Об этом сказал глава агентства Кайласавадиву Сиван на новогодней пресс-конференции.
6 сентября 2019 года индийская автоматическая посадочная станция «Викрам» миссии «Чандраян-2» потерпела аварию при посадке на Луну. Станция несла на себе малый луноход «Прагьян». В случае успеха она стала бы первым искусственным объектом, выполнившим мягкую посадку в окрестностях южного полюса Луны. Однако на высоте около 2 км у «Викрам» начались проблемы с поддержанием ориентации, и вскоре после этого она разбилась о поверхность Луны.
Посадочная платформа «Чандраян-3», вероятно, будет почти полной копией аналогичной платформы «Чандраян-2»
После неудачи Индийское космическое агентство объявило о желании повторить попытку. Теперь, когда программа получила финансирование, «Чандраян-3» будет разрабатываться в очень сжатые сроки. По словам г-на Сивана, запуск возможен уже в том году. В отличие от предшественника, «Чандраян-3» не будет включать орбитальный модуль. Она будет состоять из упрощенного перелетного модуля, посадочной платформы и лунохода. Разработка «Чандраян-3» обойдется в $86,4 млн.
Начало миссии «Чандраян-3» в 2020 году маловероятно, и сам г-н Сиван предупредил, что запуск может сместиться на 2021 год. Тем не менее, Индия возвращается в «гонку» по посадке на южный полюс Луны. В 2021 году ожидается также запуск на Луну двух малых посадочных станций по программе NASA CLSP (Commercial Lunar Payload Services - Программа коммерческой доставки грузов на Луну), однако районы их посадки находятся вдали от полюсов. В 2022 году NASA намерено запустить на южный полюс Луны тяжелый луноход с буровой установкой VIPER. Российская станция «Луна-25» может опередить индийского конкурента, только в случае повторной аварии индийской станции.
5. Запуск зонда для исследования Солнца Solar Orbiter
5 февраля состоится пуск американской ракеты «Атлас-5» с европейским спутником для исследования Солнца Solar Orbiter. Аппарат предназначен для исследований внешней атмосферы Солнца и солнечного ветра. Solar Orbiter впервые сделает снимки полюсов нашей звезды. Путь зонда до рабочей орбиты потребует проведения гравитационных маневров около Венеры и Земли и займет 3,5 года.
Художественное изображение аппарата Solar Orbiter
Solar Orbiter - проект Европейского космического агентства, однако запуск космического аппарата обеспечивает NASA в обмен на доступ к научным данным. Solar Orbiter в некоторых режимах будет работать совместно с американским зондом Parker Solar Probe, который был запущен в августе 2018 года. Parker Solar Probe предназначен для изучения короны Солнца. В 2025 году он приблизится к нашей звезде на рекордно малое расстояние в 6,9 млн км (9,86 радиусов Солнца).
6. Четыре межпланетных станции должны отправиться к Марсу летом
С 17 июля по 5 августа - окно для старта ракеты «Атлас-5», которая отправит в космос американский марсоход «Марс-2020» (Mars 2020). Этот космический аппарат построен на той же платформе, что и MSL- Curiosity 2012 года. Он будет использовать аналогичный «небесный кран» для посадки. Разработчики, разумеется, учли опыт эксплуатации Curiosity и внесли некоторые изменения. Список научных приборов «Марс 2020» включает радар для изучения подповерхностного строения планеты, экспериментальную установку для производства кислорода из углекислого газа, содержащегося в атмосфере Марса, и малый дрон-вертолёт.
В июле к Марсу должен быть запущен спутник Hope («Надежда») на японской ракете H-IIA - это первая научно-исследовательская миссия Объединённых Арабских Эмиратов. Разработкой космического аппарата занимается Космический центр им. Мохаммеда бин Рашида совместно с двумя американскими организациями: Университетом Колорадо и Аризонским государственным университетом. На спутнике будут установлены инфракрасный и ультрафиолетовый спектрометры.
Посадка китайского марсохода на Марс
Запуск китайской марсианской миссии «Хосин-1» на ракете-носителе CZ-5 планируется с 23 июля по 8 августа . Для Китая это первая миссия по исследованию другой планеты, но она намного амбициознее простого аппарата ОАЭ. Китайский аппарат включает орбитальный модуль и марсоход. Зонд будет оборудован камерой, способной делать снимки разрешением до 2 м на пиксель с орбиты высотой 400 км. На марсоходе, помимо спектрометров и метеорологического инструмента, будет установлен радар для зондирования недр планеты - как и на американском ровере.
Наконец, с 26 июля по 11 августа должен состояться запуск российско-европейской миссии «Экзомарс-2020». «Экзомарс-2020» состоит из перелетного модуля (ЕКА), посадочной платформы (Роскосмос, НПО им. С.А. Лавочкина при участии ЕКА) и марсохода «Розалинд Франклин» (ЕКА), который будет нести основные научные приборы. На марсоходе впервые в истории исследований Марса будет установлена полноценная буровая установка, способная извлекать грунт для изучения с глубины до 2 метров.
Единственная миссия из четырех, которая может быть перенесена - это «Экзомарс-2020». Сейчас запуску угрожают только незавершенные испытания парашютной системы: если они пройдут неудачно, полёт, который ранее планировался на 2018 год, придётся сдвинуть еще на два года.
Для Китая запуск собственной межпланетной миссии станет большим шагом вперед. В случае успеха автоматической станции «Хосин-1» Китай закрепится как один из лидеров исследования космоса. Сейчас межпланетными исследованиями занимаются только США, Европа и Япония. Россия не выполнила ни одной самостоятельной миссии по исследованию Солнечной системы, все успешные исследования проводились ещё под советским флагом.
«Экзомарс-2020» включает российскую посадочную платформу, изготовленную в НПО им. Лавочкина. Если посадка пройдет успешно, «десантный модуль» «Экзомарса» станет первым российским аппаратом в истории, успешно работающим длительное время на поверхности Марса (советская станция «Марс-3» выполнила мягкую посадку, но отказала через несколько секунд работы на поверхности, не успев передать полезных данных).
7. Hayabusa 2 вернется на Землю
В декабре завершится миссия «Хаябуса-2» по изучению астероида Рюгу. Межпланетная станция долетит до Земли и сбросит капсулу с образцами грунта, которая должна приземлиться в Австралии. После этого, если будет принято соответствующее решение, «Хаябуса-2» отправится к другому астероиду между орбитами Земли и Марса. Запас топлива позволяет это сделать.
Космический аппарат «Хаябуса-2»
Первая межпланетная станция «Хаябуса» по пути к Земле от астероида Итокава столкнулась с множеством технических проблем: после того, как с космическим аппаратом более чем на неделю была потеряна связь, успешное завершение миссии было воспринято как чудо. Сейчас руководство миссии «Хаябуса-2» проявляет осторожность, но, судя по успешной работе «Хаябусы-2» у астероида Рюгу, путь к Земле должен пройти спокойно.
На «Хаябусе-2» используется ионная маршевая двигательная установка. Электроракетные двигатели не способны обеспечить большую тягу, но требуют очень мало топлива для работы. Благодаря им «Хаябуса» сможет посетить ещё один астероид, который, вероятно, будет выбран в ближайшее время. Контейнера для отбора проб грунта на «Хаябусе-2» уже не будет. Тем не менее, аппарат сможет изучить дополнительный астероид с минимального расстояния при помощи многочисленных спектрометров.
Маршевые электроракетные двигатели использовались также в американской миссии по исследованию малых тел солнечной системы Dawn («Рассвет»). Станция посетила астероид Веста в 2011 году и карликовую планету Церера в 2015. Сейчас миссия Dawn завершена.
8. Посадка OSIRIS-REx на астероид Бенну
В августе американская межпланетная станция OSIRIS-REx выполнит посадку на астероид Бенну для отбора образца грунта. Район посадки - он получил название «Соловей» (Nightingale) - находится в северной части астероида на 56 градусах с. ш. Перспективная область для отбора проб находится на дне небольшого кратера, который, в свою очередь, расположен в более крупном кратере диаметром 140 м. Резервный район посадки «Скопа» расположен в небольшом кратере диаметром 20 м на 11 градусах с. ш. В нём присутствуют породы разнообразного состава, в спектре выделены следы богатых углеродом минералов. Прибытия капсулы с образцом на Землю придётся ждать до 2023 года.
OSIRIS-REx у астероида
Изучение малых тел даёт возможность лучше понять, как формировалась и эволюционировала Солнечная система, а также как на планете Земля возникли условия, благоприятствующие появлению жизни.
В астероидах «законсервирован» химический состав, который был характерен для Солнечной системы на самых ранних этапах ее существования. Кометы, в свою очередь, основную часть времени существования находятся в отдалённых областях Солнечной системы при низких температурах. В недрах комет сохранилась важнейшая информация о процессах, определивших формирование Солнечной системы. Кроме того, кометы являются уникальными естественными зондами для диагностики межпланетной среды, в частности, для изучения межпланетного магнитного поля и солнечного ветра.
9. Китай запустит станцию «Чанъэ-5» для доставки лунного грунта на Землю
В начале декабря Китай планирует запустить автоматическую межпланетную станцию «Чанъэ-5» - последнюю миссию в рамках действующей программы изучения Луны.
Ракета-носитель «Великий поход 5» отправит в космос орбитальный модуль с возвращаемой капсулой и посадочно-взлётный лунный аппарат. Они выполнят перелет на орбиту Луны совместно. Затем посадочно-взлётный аппарат приземлится, при помощи малой буровой установки отберет образец грунта массой 2 кг и поместит его во взлетную ступень. Эта ступень поднимется на орбиту и состыкуется с орбитальным модулем, после чего образец грунта будет перенесён в возвращаемую капсулу. Орбитальный модуль вернётся к Земле и сбросит капсулу, которая будет эвакуирована наземной командой.
Схема экспедиции «Чанъэ-5»
Китай - единственная страна мира, которая в XXI веке проводит последовательную программу изучения Луны. Схожая российская программа (станции «Луна-25» - «Луна-28») так и не была реализована.
Доставив 2 кг грунта на Землю, Китай превзойдёт советские достижения - для сравнения, станция «Луна-24» доставила только 170 граммов лунного грунта. Кроме того, в рамках миссии «Чанъэ-5» будет отработана стыковка автоматических аппаратов на лунной орбите - операция, необходимая для будущих пилотируемых экспедиций на поверхность Луны.
В 2023-2024 годах будет запущена автоматическая станция «Чанъэ-6» - дублёр «Чанъэ-5». Последующие миссии будут проходить в рамках следующего этапа лунной исследовательской программы с более амбициозными целями. Руководители космической программы Китая открыто заявляют, что конечной целью программы является создание сначала автоматической, а затем обитаемой лунной базы.
10. Первые пуски новых частных сверхлёгких ракет
Компания Virgin Orbit (входит в группу компаний Virgin британского миллиардера сэра Ричарда Бренсона) продолжают подготовку к первому полету сверхлёгкой ракеты воздушного старта LauncherOne. Ракета стартует с самолёта Boeing 747. Двухступенчатый носитель будет доставлять до 500 кг полезной нагрузки на низкую околоземную или до 300 кг на солнечно-синхронную орбиту. Двигатели обеих ступеней LauncherOne используют в качестве топлива керосин и жидкий кислород.
В январе Virgin Orbit планирует провести очередной полет самолёта-носителя (он получил название Cosmic Girl) без отделения ракеты LauncherOne. Лётные испытания с выведением макета полезной нагрузки на орбиту запланированы на первый квартал года.
В апреле американская компания Firefly Aerospace планирует осуществить первый пуск сверхлёгкой ракеты Firefly Alpha. Ракета грузоподъемностью 1 т и стоимостью $15 млн должна будет составить конкуренцию «Электрону» новозеландско-американской компании Rocket Lab.
В конце декабря первая ступень Firefly Alpha была установлена вертикально для проведения квалификационных огневых испытаний, в ходе которых двигатели ступени будут включаться на полную продолжительность - 165 секунд.
Кроме этого, стартап из Тайваня TiSPACE в этом году планирует осуществить орбитальный пуск своей сверхлегкой ракеты на гибридных двигателях Hapith V («Белка-летяга»). Пока что компания не может согласовать испытания с властями: если проблему решить не удастся, TiSPACE планирует перенести испытания в США.
Летом 2020 года южнокорейский стартап Perigee Aerospace планирует осуществить первый испытательный пуск ракеты Blue Whale 1 со стартовой площадки в Австралии. Perigee Aerospace предоставляет о себе крайне мало информации, и впервые она объявила о своей деятельности только в октябре 2019 года. Blue Whale 1 - ракета сверхлегкого класса, которая может стать самой маленькой из всех существующих. Заявленная грузоподъемность на солнечно-синхронную орбиту составляет всего 49,6 кг. Высота ракеты составляет 8,5 м, ее диаметр - всего 76 см. Двигатели обеих ступеней Blue Whale 1 в качестве топлива используют СПГ и жидкий кислород.
Ракета Hapith V
LauncherOne - единственная сверхлегкая ракета, использующая «воздушный старт». Он призван удешевить эксплуатацию, но LauncherOne является и самой дорогой ракетой в своем классе: запуск будет обходиться заказчикам в $15 млн. Другая ракета с воздушным стартом, находящаяся в эксплуатации, - Pegasus компании Northrop Grumman - также не отличается дешевизной. Она выводит до 450 кг на низкую орбиту Земли при стоимости полета, оцениваемой в $56 млн.
Firefly Aerospace - один из первых стартапов, начавших разрабатывать сверхлегкие ракеты в США, однако в 2016 году компания потеряла инвестора и позднее в ходе процедуры банкротства была выкуплена украинским бизнесменом Максимом Поляковым. После этого компания возобновила деятельность и перенесла разработку на Украину, открыв конструкторское бюро в г. Днепр.
Компанию TiSPACE в 2016 году основал выходец из Летно-космического центра NASA им. Маршалла Чен Янсен (Chen Yen-sen). Компания делает ставку на мощные гибридные двигатели, работающие на бутадиен-стирольном каучуке и закиси азота. В своих пресс-релизах компания уверяет, что ее двигатели настолько дешевы, что стоимость пуска ракеты Hapith V будет в 10 раз ниже, чем у конкурентов. Цена запуска на других сверхлегких ракетах составляет $5-15 млн.
Существующие прогнозы развития рынка оказания пусковых услуг показывают, что в ближайшие несколько лет более 100 компаний, создающих сверхлегкие ракеты, будут конкурировать за ограниченное число пусков - 30-35 в год. При этом за ближайшее десятилетие объемы доходов рынка вряд ли превысит $2-$2,5 млрд. Следствием этого является то, что большинство инвесторов не смогут напрямую вернуть свои затраты, вложенные в развитие легких и сверхлегких ракет-носителей. Однако определенные конкурентные преимущества, например, снижение стоимости пуска как в проекте TiSPACE, могут позволить отдельным компаниям взять большую долю рынка.
11. Пуски Vega-C и Ariane 6
Во втором квартале года должен состояться пуск ракеты Vega-C, а Ariane 6 стартует в четвертом квартале.
Vega-C станет более грузоподъемной ракетой, чем Vega - полезная нагрузка увеличится с нынешних 1,5 т до примерно 2,2 т на полярной орбите высотой 700 км, покрывая выявленные потребности европейских пользователей без увеличения затрат на запуск. В этой разработке участвуют Австрия, Бельгия, Чехия, Франция, Германия, Ирландия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Румыния, Испания, Швеция и Швейцария. Дополнительные модификации позволят Vega-С нести микро- и наноспутники в кластерных запусках.
Vega-C основана на существующей РН Vega и состоит из четырех ступеней. На трех ступенях будут использоваться твердотопливные двигатели, а на одной - жидкостные. Первая ступень основана на P120C - самом большом в истории однокорпусном РДТТ с корпусом из углеволокна. Он также будет использоваться в стартовых ускорителях Ariane 6. Вторая ступень будет также использовать новый двигатель Zefiro-40 (Z40), третья же заимствуется без изменений.
Разгонный блок AVUM + основан на текущей версии AVUM, но имеет более легкую конструкцию. Он несет больше топлива и имеет несколько новых европейских компонентов. Также разрабатывается больший обтекатель диаметром 3 м.
Длина Vega-C составит около 35 м, а стартовая масса вырастет до 210 т по сравнению с 130 т у нынешней Vega. Vega-C будет запускаться с той же площадки в Куру, которая использовалась для Vega. Это потребовало модернизации площадки с сохранением обратной совместимости.
Ariane 6, в свою очередь, имеет модульную конфигурацию, основанную на центральных ступенях с ЖРД, которые дополняются двумя или четырьмя твердотопливными ускорителями. Повышение конкурентоспособности Ariane 6 по сравнению с Ariane 5 будет обеспечиваться серийным производством его двигателей и унификацией с Vega-C. В частности, двигатель P120 будет использоваться в обеих ракетах.
Варианты ракеты Ariane 6
Ariane 6 будет иметь две версии:
A62 с двумя твердотопливными ускорителями
- ПН на ГСО: более 5 тонн
- ПН на ССО (800 км): более 5,5 тонн
A64 с четырьмя твердотопливными ускорителями
- ПН на ГПО: 11 тонн с потенциалом увеличения
- возможность прямого выведения на ГСО.
С вводом в эксплуатацию РН Vega-C и облегченной версии РН Ariane-6 A62 ЕКА получает возможность выводить на собственных РН на полярную орбиту полезные нагрузки массой менее 2200 кг (Vega-C) и более 6450 кг (Ariane-6 A62). При этом диапазон необслуживаемых масс сокращается по сравнению с текущими показателями: от менее 1500 кг (Vega) до более ≈15000 кг (Ariane-5). Снижается и удельная стоимость пуска, т.к. по заявлениям фирмы-производителя Avio для Vega-C она останется той же, что и для Vega - $37 млн, а для Ariane 6 снижается по сравнению с Ariane 5 и составит не более $70 млн.
Таким образом, диапазон полезных нагрузок, которые ЕКА целесообразно выводить на «Союз-СТ», грузоподъемность которой на полярную орбиту составляет 4400 кг, существенно сокращается, и при возникновении политического обоснования закупки российских ракет смогут быть прекращены.
12. Новые пуски азиатских ракет
В январе должна совершить первый полет индийская ракета SSLV (Small Satellite Launch Vehicle). В феврале в космос могут отправиться новая версия «Куайчжоу-11» китайского семейства легких ракет «Куайчжоу». В первой половине года можно ожидать пусков китайской Ceres-1. Без уточнения месяца ожидаются полеты японской H3 (заменит H-II), китайской частично многоразовой «Великий поход-8» (CZ-8) с посадкой первой ступени, а также китайских Jielong 2 (она же Smart Dragon 2) и Nebula 1.
Многоразовая первая ступень ракеты «Великий поход-8»
Рост парка РН Индии, Китая и Японии расширяет возможности этих стран по выведению полезных нагрузок. Учитывая, что удельная стоимость выведения индийскими и китайскими ракетами в настоящее время ниже, чем у развитых стран, появление многоразовых, более дешёвых в производстве и обладающих более высокой грузоподъёмностью изделий способно существенно изменить облик рынка пусковых услуг, как только новые ракеты обретут значимую пусковую статистику.
13. Испытания прототипа Starship компании SpaceX
Основатель и технический директор компании SpaceX Илон Маск в декабре 2019 года сообщил, что прототип корабля Starship - второй ступени сверхтяжелой системы Super Heavy/Starship - будет готов к испытательному полету «через три месяца», т. е. в марте 2020 года. Ожидается, что аппарат взлетит на несколько километров вверх, а в перспективе высота полета достигнет десятков километров.
После взрыва на испытаниях предыдущего прототипа SpaceX пересмотрела программу работы над Starship, поэтому точные планы развития системы неизвестны. Создаваемый сейчас на техасском полигоне Бока-Чика прототип получил индекс (серийный номер) SN1. По словам Илона Маска, финальная версия Starship, т. е. готовая вторая ступень системы Super Heavy/Starship, будет иметь серийный номер SN20. С каждой итерацией в конструкцию корабля будут вноситься изменения.
Художественное изображение сверхтяжелой системы Super Heavy/Starship
На данный момент, основные ресурсы SpaceX брошены на работу с пилотируемым кораблем Dragon. Super Heavy/Starship разрабатывается небольшой командой без государственного финансирования на деньги, вероятно, полученные от японского бизнесмена Юсаку Маэдзава.
Интерес представляет не только возможный успех проекта, т. е. создание полностью многоразовой сверхтяжелой ракетно-космической системы с крайне низкой стоимостью запуска, но и сопутствующие технологии. Например, идея постройки больших ракет в относительно грязных (на открытом воздухе) условиях, в теории, может существенно снизить стоимость доступа на орбиту. Однако в дальнейшем, начиная с аппарата SN2, корабли будут строиться в закрытом помещении, но Илон Маск объясняет это исключительно угрозой со стороны сильного ветра, типичного для Бока-Чика.
14. Завершается разработка суборбитальных туристических систем в США
Две американские компании в ближайшее время проведут пилотируемые полеты суборбитальных туристических систем.
Virgin Galactic разрабатывает суборбитальный аппарат по проекту SpaceShipTwo уже более 15 лет. В этой программе используется воздушный старт: SpaceShipTwo стартует на большом самолете-носителе WhiteKnightTwo, затем на высоте около 20 км отделяется от него и задействует собственный двигатель для набора высоты.
В декабре 2018 года VSS Unity - второй аппарат проекта SpaceShipTwo - поднялся на высоту 82,72 км при плановой высоте полета 80 км. В феврале 2019 года он достиг высоты 89,9 км. ВВС США считают высоту в 80 км границей космического пространства. Осенью 2019 года компания Virgin Galactic представила летную форму для пассажиров и начала готовить будущих туристов к полету. Ожидается, что эксплуатация SpaceShipTwo начнется в 2020 году. Стоимость короткого полета на SpaceShipTwo составляет $250 тысяч.
Кто начнет полеты с туристами первым - Blue Origin или Virgin Galactic?
Совершенно иную суборбитальную систему разрабатывает компания Blue Origin богатейшего человека на Земле Джеффа Безоса. New Shepard - многоразовая суборбитальная одноступенчатая ракета с отделяемой пилотируемой капсулой. Она способна достигать высоты 100 км, которая признается границей космоса во всем мире. Ракета приводится в движение кислородно-водородным двигателем BE-3.
С апреля 2018 года New Shepard выполнил один тестовый беспилотный полет на высоту чуть менее 100 км и пять космических суборбитальных полетов, но представители Blue Origin не сообщают, когда состоится пилотируемый полет. По их словам, впереди остается еще несколько полетов в автоматическом режиме. Тем не менее, следует ожидать до конца 2020 года если не начала эксплуатации системы, то хотя бы полета New Shepard с человеком на борту.
Проект SpaceShipTwo развивался тяжело и едва не был закрыт после аварии в ноябре 2014 года с гибелью одного из пилотов-испытателей. Когда New Shepard первым достиг космоса, будущее Virgin Galactic казалось туманным, но сейчас компания вырвалась вперед. Ей первой предстоит подтвердить коммерческий потенциал рынка суборбитального туризма.
New Shepard, по всей видимости, не является приоритетным проектом для Blue Origin, которая одновременно занята созданием ракеты тяжелого класса New Glenn и разработкой тяжелой лунной посадочной платформы для NASA.
Все пять полетов на высоту более 100 км были выполнены с третьим возвращаемым аппаратом. Он является герметичным и до сих пор успешно использовался для запуска экспериментов, подготовленных американскими университетами, но не предназначен для перевозки людей. Для пилотируемых полетов должна быть построена четвертая капсула, которую, по всей видимости, Blue Origin хочет испытать в нескольких автоматических полетах до отправки на ней в космос людей.
Пока что сообщений о постройке четвертой капсулы New Shepard не появлялось. Blue Origin не объявила цену билета на New Shepard и не начала готовить инфраструктуру для обслуживания туристов.
Коммерческие перспективы проекта New Shepard также не подтверждены. В одном из интервью Джефф Безос отметил, что стоимость межполетного обслуживания системы составляет всего $10 тысяч, не считая расходов на топливо. Неизвестно, включил ли он в эту сумму обслуживание наземной инфраструктуры.
15. Развертывание низкоорбитальных мегагруппировок связи
В 2020 году будет идти активное развертывание двух спутниковых группировок высокоскоростного интернета. SpaceX вывели уже 120 спутников Starlink версии 1.0 и планируют совершить еще 11 запусков в этом году. Таким образом, если не произойдет каких-либо изменений, к концу года количество спутников созвездия приблизится к восьми сотням. Версия 1.0 отличается от 0.9 увеличением массы с 227 до 260 кг, уменьшением альбедо (спутники будут меньше мешать астрономическим наблюдениям), добавлением Ka диапазона и максимальным разрушением компонентов в атмосфере.
Предыдущие две миссии Starlink были успешно запущены в мае, а затем в ноябре 2019 года. Из 120 спутников, содержащихся в этих двух миссиях, все, кроме трех, считаются «здоровыми».
60 спутников Starlink перед накаткой обтекателя.
Пуск Falcon 9 Block 5 с этими аппаратами состоялся 3 января
С момента последнего запуска Starlink в ноябре прошлого года схема развертывания первых 1500 спутников была значительно изменена. Вместо того, чтобы располагаться в 24 орбитальных плоскостях с 66 спутниками в каждой плоскости, они будут размещаться в 72 орбитальных плоскостях с 22 спутниками в каждой плоскости. Все эти первые спутники будут вращаться вокруг Земли на высоте около 547 км.
Три партии спутников Starlink запланированы к запуску в январе: Starlink2 в начале месяца, Starlink 3 в середине и Starlink 4 в конце. 60 спутников Starlink 2 будут весить 15 600 кг. Это исторически самая тяжелая полезная нагрузка для ракеты Falcon 9.
OneWeb еще не начал выводить свои серийные аппараты, но первый запуск ожидается уже в феврале. На 2020 год запланировано 13 пусков: 7 с «Байконура», 4 с «Восточного» и 3 с космодрома Куру, что в сумме даст более четырех сотен КА на орбите. Спутники OneWeb легче Starlink (145 кг), но занимают больший объем. Их группировка в конечном итоге будет насчитывать не менее 650 спутников. Arianespace законтрактовала для их запуска 21 РН «Союз» и три новые европейские РН Ariane 6.
Спутники Ku-диапазона OneWeb имеют рабочую полярную орбиту высотой 1200 км над Землей, но выводятся РН на меньшую высоту и довыводятся собственными плазменными двигателями, производства российского ОКБ «Факел». В перспективе группировка OneWeb может вырасти до 1980 спутников.
Развертывание подобных группировок, к которым впоследствии могут присоединиться ещё несколько группировок связи, в т.ч. российской системы «Сфера», а также возможное развитие систем иного назначения - дистанционного наблюдения Земли и навигации, будет иметь ряд последствий, которые способны полностью изменить облик современной космонавтики. Крупносерийное производство космических аппаратов, появление новых сервисов с потенциально высокой самостоятельной экономической эффективностью, создание базы для развития технологий обслуживания спутников непосредственно на орбите - вот далеко не полный их перечень. Не следует забывать про потенциальное влияние подобных группировок на ситуацию с космическим мусором и помехами астрономическим наблюдениям.
Динамично развивается и конкуренция между создаваемыми связными мегагруппировками. Starlink и OneWeb выходят на рынок практически одновременно, ввиду чего, скорее всего, смогут поделить между собой большую его часть. Их конкурентам, которые могут начать выводить свои аппараты в ближайшее время, достанутся уже только сегменты, защищённые протекционистскими мерами.