Рыба для троллинга шефов русской DARPA

Apr 17, 2013 20:28

Руководителю Федерального космического агентства
Поповкину В. А.
От Михальчука Михаила Владимировича

Уважаемый Владимир Александрович
   В апреле этого года на сайте Роскосмоса был опубликован проект стратегии развития отрасли на период до 2030 года. Очевидно, что проект не окончательный, и будет дорабатываться. В контексте этой работы прошу вновь рассмотреть предложения, сделанные организацией «Энергообменные технологии» и мной лично начиная с 2003 года.
    В основе предложений лежит инициативная исследовательская работа по перспективным средствам выведения, проведённая в организации «Энергообменные технологии» и представленная в Росавиакосмос 14 февраля 2003 г., которая может стать основой долгосрочной космической программы.

Предложения были следующие:

1. По тяжёлым носителям ограничиться программой «Ангара», отступить от полной унификации блоков и развивать технологический ряд, используя перелив топлива и сопутствующие технологии: однобаковые боковые блоки, выдвижной сопловой насадок на центральном блоке и т. д. При этом должна сохраняться унификация по диаметрам блоков, что позволит производить перспективные модификации на том же оборудовании. Высшим достижением такого подхода в перспективе была бы семиблочная трёхступенчатая компоновка с однобаковыми боковыми блоками и без верхней ступени с грузоподъёмностью около 36 т.
2. Создать экономически эффективное средство доставки на низкую орбиту топлива и/или жидких грузов оптимальной размерности.
3. Создать орбитальный заправочный комплекс (ОЗК) с длительным сроком существования, возможно, как часть орбитальной станции (после МКС).
4. Провести модернизацию имеющихся ракет-носителей, оснащая их новыми верхними ступенями, приспособленными для дозаправки на орбите, создать надёжный носитель лёгкого класса под выведение единичных полезных грузов характерной размерности непосредственно на ГСО.
    В сумме выполнение этих предложений означает создание многоцелевой системы средств выведения, основанной на специализации её компонентов. Кроме назначения эти элементы будут иметь разные приоритеты свойств:
1. РН повышенной грузоподъёмности:
Стоимость создания - приоритетна;
 Стоимость выведения - второстепенна;
 Грузоподъёмность - приоритетна;
 Надёжность - важна;
 Многоразовость/Долговечность - не требуется).
2. Средство доставки топлива:
Стоимость создания - важна;
 Стоимость выведения - приоритетна;
 Грузоподъёмность - не имеет значения;
 Надёжность - второстепенна;
 Многоразовость/Долговечность - желательна.

3. ОЗК
 Стоимость создания - важна;
Стоимость выведения - [/SIZE]второстепенна;
 Грузоподъёмность - -;
Надёжность - (поддерживается экипажем);
 Многоразовость/Долговечность - приоритетна.

4. РН для ГСО:
 Стоимость создания - второстепенна;
 Стоимость выведения - важна;
 Грузоподъёмность - (согласно спросу);
Надёжность - приоритетна;
 Многоразовость/Долговечность - второстепенна.

Предпосылкой для предложенной структуры средств выведения послужил тот факт, что бóльшая часть грузов, выводимых на низкую орбиту, представляет собой жидкости, в основном - топливо разгонных блоков и топливо, доставляемое на МКС. Кроме того, в обозримом будущем отсутствуют достаточные потребности в выведении низкоорбитальных сверхтяжёлых грузов. Отсюда вполне закономерна стратегии в развитии специализации СВ, позволяющая значительно повысить возможности выведения на высокие орбиты и отлётные траектории без создания новых носителей повышенной грузоподъёмности.
    Схема выведения с использованием предлагаемой системы включает выведение связки полезного груза с последней ступенью РН на орбиту заправочного комплекса, доставки её на заправочный комплекс, заправки ступени и тестирование полезного груза, выведение полезного груза на назначенную  траекторию. В результате при использовании носителей существующей размерности можно будет решить все задачи на обозримую перспективу, включая пилотируемую экспедицию на Марс, если она потребуется. При этом решение многих задач ускорится, а затраты значительно снизятся. Например, пилотируемый полёт на Луну с параметрами проекта «Аполлон» потребует, по моим оценкам, 10-12 миллиардов рублей в нынешних ценах. Туристический билет на облёт Луны на КК «Союз» по стоимости превысит полёт на МКС не более, чем в 2 раза. А дозаправка последней ступени РН «Протон-М» позволяет вывести около 18 т на геопереходную орбиту или на отлётную траекторию к Марсу.
    Важная особенность предлагаемой системы в том, что программа её создания предполагает развитие уже существующих технологий и направлений космической деятельности, а стратегия использования позволяет плавно наращивать объёмы космической деятельности в разы, перманентно получая эффект от вкладываемых средств. Сокращение планов наращивания или приостановка использования системы повлечёт умеренные издержки по сравнению с прекращением использования эквивалентных ракет-носителей.
    В технологическом плане такая стратегия будет означать перенос акцента затрат с капитальных вложений на высокие технологии, в географическом - меньшие затраты при развёртывании средств выведения на других космодромах. Но ещё более важен системный аспект: предложенная система более полно использует заделы и  возможности технологического базиса космонавтики, в частности, у направления низкоорбитальных станций появляется смысл, а у пилотируемой космонавтики - полезная работа.
   Рассмотрение орбитальной заправки с точки зрения рентабельности выведения на геостационарную орбиту выявило, что при стоимости топлива на ОЗК, двукратно меньшей, чем стоимость выведения ПГ носителями общего назначения,  экономическая эффективность дозаправки при использовании среднеширотных космодромов уравнивается с прямым выведением с экватора. Наши исследования показали, что задача обеспечения такого соотношения стоимостей может иметь решение, были найдены пути и способы его достижения, сделаны технические и организационные предложения. Таким образом,  предложенная система способна решить стратегическую задачу - нивелировать национальный географический фактор при выведении аппаратов на геостационарную орбиту.
    Совокупность свойств предлагаемой системы даст новые возможности и позволит открыть новые направления космической деятельности, улучшит позиции отрасли как в программах международного сотрудничества, так и по коммерческим направлениям. В частности, она позволит начать новый этап исследования Солнечной системы тяжёлыми аппаратами, организовать коммерческую продажу топлива на орбите, выйти на новый уровень обслуживания ресурса ГСО.
    Немного об упомянутой инициативной работе и последствиях её рассмотрения. Работа по названием «Перспективные средства выведения космических аппаратов» была представлена в Росавиакосмос 14 февраля 2003 г., вх. № 622, и содержала концепцию перспективной системы СВ России, включая расчёты свойств СВ, стратегию их создания, применения и другие предложения. Далее работа была передана в ЦНИИмаш, который по итогам её рассмотрения сделал заключение исх. № 44447-30 от 28.04.03, подписанное В. И. Лукъященко. Как оказалось, в Заключении концепция не была рассмотрена в целом, его выводы коснулись отдельных моментов Работы и при этом не были лишены тенденциозности. В технической части выводов было обнаружено отсутствие понимания авторами Заключения основ динамики ракетного полёта, и в этом ЦНИИмаш до сих пор проявляет необъяснимое упорство.
    Кроме технических предложений в работе были предложены принципы системной организации, позволяющие сформировать подход к целям космической деятельности, оценить качество и обосновать необходимость/ненужность тех или иных структурных преобразований, определить выгодные уровни международного сотрудничества. К сожалению, и эта часть работы оказалась невостребованной.
   Прошло почти десятилетие, и с тех пор:
- создание РН по программе «Ангара» затянулось, при этом до сих пор нет уверенности в безущербном достижении заявленных характеристик, началось неформальное обсуждение организации перелива между блоками;
- эксплуатация МКС не приблизила нас к пониманию вопроса о роли пилотируемой космонавтики и о том, что с ней делать дальше;
- эксплуатация экваториального космодрома «Морской старт» привела к значительным убыткам;
- создание сколь-нибудь амбициозной программы космической деятельности сталкивается с проблемой отсутствия внятных объяснений в её необходимости;
- программа технологического сотрудничества «Урал» сегодня не имеет значимых результатов, а в перспективе в случае успеха грозит передислокацией коммерческих пусков с нашей территории на экватор.
    Такое состояние дел даёт основания вернуться к рассмотрению прежних, ранее отвергнутых предложений, концепций и планов. И, если заявленные предложения окажутся верными, то Стратегия развития космической деятельности России будет существенно скорректирована. В частности, в плане изменения приоритетов и из-за отсутствия достаточной важности предлагаю создание тяжелого пилотируемого корабля нового поколения вынести за пределы стратегических целей и определить как тактическую задачу, как по своей основе, так и по срокам. Вместо этого предлагаю дополнить Стратегию в IV части, рубеж 2020 года фразой:
«к моменту завершения эксплуатации МКС и не позднее 2020 года следует иметь высокую готовность создания орбитальной заправочной станции, приспособленной для эксплуатации как в пилотируемом режиме, так и в режиме периодических посещений».
Потребуются изменения и в IV части, рубеж 2030 года. В частности, к этому времени скорее всего не понадобятся ни сверхтяжёлые носители, ни парк космических буксиров. Введение в эксплуатацию системы средств выведения, включающей пп. 2,  3, и 4, радикально изменит потребность в сверхтяжёлых носителях, а буксиры станут лишним элементом в системе.  В любом случае сомнительно включать в стратегию решения по облику средств для её реализации. Вместо этого было бы разумнее обозначить достижение нового уровня развития средств выведения, соответствующего поставленным задачам, избегая излишней конкретизации.
Предлагаемая система средств выведения позволяет по-новому взглянуть на перспективные цели в космосе. Уже давно обсуждаются такие перспективы, как пилотируемый полёт на Марс, лунная база, полёты к астероидам, но дальше обсуждения дело не идёт. С предложенной системой мы имеем возможность объявить такую цель уже сегодня и решать задачу её достижения преимущественно многоцелевыми средствами. При этом следует вспомнить предложенный в Работе парадоксальный, но продуктивный подход к космической деятельности: её нужно строить в первую очередь в интересах самой отрасли, её производственного и научно-технического базиса. Такой подход потребует обеспечения ритмичности работы системы СВ, и здесь будет оправдана следующая стратегия: заложить в систему некоторую избыточность, и использовать дополнительные мощности для накопления отдалённых по времени возможностей. Например, для создания в космосе запасов долгохранимых компонентов и материалов. В этом случае накопление следует начинать уже на этапе лётно-конструкторских испытаний составляющих системы, а сама цель пилотируемого полёта, как долго бы его ни пришлось ждать, будет очевидной реализацией новых возможностей. Такая стратегия достижения серьёзной цели позволит избежать перенапряжения сил в кульминационный момент развития проекта и кризиса остановки деятельности после него. Дальше я предлагаю рассмотреть ещё одно, более актуальное применение предложенных принципов.
    В последний год у нашей космонавтики было несколько неудач, и одна из них привлекла повышенное внимание - авария АМС «Фобос-грунт». Программу действий в этой ситуации можно выработать на основании того же подхода: главной целью проекта сделать собственные интересы космической отрасли России, его потенциал для её развития и укрепления. При этом основным результатом деятельности нужно считать не достижение конкретных целей, а накопление и совершенствование воспроизводимых технологий. Тогда любую научную миссию нужно рассматривать с двух сторон - как демонстрацию возможностей достигнутых технологий и как стимулирование дальнейшего развития технологий с прицелом на их дальнейшее применение.

Что делать с «Фобос-грунтом»?

На мой взгляд, проект следует перевести из научных в разряд технологических. И тогда окажется, что технологии 20- летней давности, лежащие в его основе, уже неинтересны. Сегодня его прежней концепции нужно противопоставить разработку технологии достижения объекта в космосе в условиях низкой гравитации при эффективном расходовании ресурсов, включая поиск, сближение и проведение операций при непосредственном контакте. Исходя из современных представлений о техническом уровне, новый аппарат потребуется оснастить эффективными электроракетными двигателями малой тяги и минимум одним манипулятором. Технология будет иметь несколько применений:
- исследовательские миссии с забором грунта на небесных телах, обладающих низким уровнем гравитации;
- вылавливание грузовых аппаратов, не достигших цели самостоятельно;
- вылавливание и компактное складирование космического мусора в окрестностях геостационарной орбиты;
и другие.
    Прежде, чем лететь к Фобосу, следует минимум один аппарат отправить в испытательных целях на геостационарную орбиту, где исследовать в непосредственном контакте один из наших отказавших спутников, попытаться захватить его и перевести на орбиту захоронения. В этой операции будут опробованы технические приспособления и алгоритмы автоматики при оперативном контроле с Земли, и уже после их отработки можно будет готовить новый аппарат к Фобосу.
    В заключении хотелось бы отметить раздел Стратегии, касающийся организационных преобразований. Организационные процессы в отрасли идут давно и тянутся недопустимо долго. Но главное - не видно их грамотного обоснования. По-видимому, опыт слияний крупных аэрокосмических компаний в 90-х годах изучен недостаточно и глубокие выводы не сделаны. В результате по итогам работы создаваемых вертикально интегрированных структур можно ожидать сюрпризов. Здесь есть два «подводных камня». Первый - интеграция сама по себе недостаточна, и поэтому может принести как пользу, так и вред. Для успеха преобразований нужно провести оптимизацию структуры снизу доверху или наоборот, а для этого потребуется осознать сущность процессов и найти/создать организационный источник достаточной силы, что нелегко. Второй - стремление к вертикальной интеграции статистически ошибочно. Дело в том, что оптимальная форма структуры системы является функцией внешних условий, а они меняются. Из-за этого жестко определённая структура может способствовать развитию вначале и стать его тормозом через некоторое время. И по этим же причинам преобразования следует проводить в максимально сжатые сроки. Создание вертикально интегрированных структур - это далеко не новый и довольно простой способ преобразований. Думаю, что стратегия 21 века достойна большего - задачи создания структурно адаптивной системы внутриотраслевого взаимодействия.

В наглядном виде с итогами Работы, предложениями и видением перспектив отечественной космонавтики можно ознакомиться на сайте: www.energoobmen.ruhttp://www.energoobmen.ru/

Электронная версия документа: www.energoobmen.ruhttp://www.energoobmen.ru//strategia.doc

Копия - Дмитрию Рогозину

С пожеланием успехов,   Михальчук М. В.
  18.05.2012
Изменено: mihalchuk - 02.01.2013 18:48:15
www.energoobmen.ru

ИСТОЧНИК

P.S. Вот и мне скоро придется письма-простыни "наверх" посылать. Не хочется ввязываться в бюрократическую волокиту, а ФПИ ушел в подпольё и не принимает заявки. Видимо уже пилит ибо чего от новаторов так глубоко прятаться? Если рогозинский аналог DARPA так и не заработает, то придется обращаться в американскую DARPA - там у иностранных граждан заявки тоже принимают, только правда "за спасибо", на безвозмездной основе так сказать. Но мне это как раз и не страшно - уже третью заявку на патент отправляю в США. А при наличии американских патентов DARPA никуда не денется в плане оплаты. А там вид на жительство и гражданство ... Надеюсь, что лет через 5 кое-кого здесь за это подвергнут расстрелянию ;-)

рашенDARPA, инновации, церебральный сортинг, научные трибуналы, медлоны, innovative advanced concepts

Previous post Next post
Up