Слайды презентации проекта КТС "Орбитрон" программы "Транспорт будущего"

Dec 27, 2014 11:54

Оригинал взят у alboros в Слайды презентации проекта КТС "Орбитрон" программы "Транспорт будущего" - Гиперкуб, Сколково
Инвесторам сюда: Презентация проекта КТС "Орбитрон" 20 декабря 2014 года в Гиперкубе Сколково



























































































Текст презентации

Способ малозатратной доставки грузов в космос

Проект «Орбитрон»

Александр Майборода
Компания AVANTA Consulting

Проблема космических грузоперевозок

•Цены доставки грузов в космос высоки. Вывод спутников на геостационарную орбиту (ГСО) доходит до 50 тыс. долл./кг.
•Развитие бизнеса в космосе требует снижения цен до 5-10% нынешних.
•Снижение цен необходимо для защиты планеты от космических угроз.

Перспективы рынка

•Рынок пусковых услуг постепенно растет. В 2013 года его объем достиг 5,4 млрд. долл.*
•В случае снижения удельной себестоимости более чем в 10 раз, ежегодная прибыль пусковых компаний составит 5 млрд. долл.

•*) Использованы данные компании Satellite Industry Association (SIA) о доходах мировой телекоммуникационной индустрии, космической индустрии и спутниковой отрасли в период с 2001 по 2013 год

Генеральное направление в решении проблемы

•Попытки решить проблему - это стремление создать многоразовые космические транспортные средства (КТС), чтобы сократить цены через уменьшение в них доли амортизации КТС.
•К сожалению, работы в этом направлении затянулись: полеты в космос продолжаются на одноразовых ракетах.

Решение проблемы

•Проект «Орбитрон» решает проблему создания многоразовых КТС.
•Прототипом является проект, запатентованный в США, но не реализованный из-за чрезмерно большой массы КТС - 40 000 тонн.
•Нам удалось найти решение, которое сокращает массу американского прототипа.

Орбитальный коллектор вещества

•Разработанное КТС состоит из двух частей:
•первая часть - наземно-суборбитальная на основе суборбитальных ракет;
•вторая часть - орбитальная, представляющая собой спутник-коллектор грузов.
ОКВП «Орбитрон»
•От американского прототипа наше КТС отличается тем, что порция груза забрасывается в коллектор поэтапно, частями, а не единовременно целиком как в прототипе.
•Для этого в качестве груза используется лента из майларовой пленки толщиной 2 мкм и длиной до 8000 метров.
•В результате сокращается ударное воздействие на коллектор, и его масса может быть уменьшена с 40 000 тонн до 1-4 тонн.

ОКВП «Орбитрон»

•Базовая модель «Планета-Орбита» для Земли и Луны

•Дополнительная модель «Орбита-Орбита»

Система «Земля-Орбита»

•Базовый вариант по схеме «Земля-Орбита»: dV=8000 м/с.
•Стартовая масса суборбитальной ракеты - 1000 кг.
•Масса орбитального коллектора - 3600 кг.
•Электрическая мощность ДУ коллектора - 0,5 МВт.
•Годовой грузопоток - 29 000 кг.
•Удельная себестоимость - 600 долл./кг.
•Стоимость пусковой установки и многоразовой ракеты - 2 млн. долл./шт.
•Стоимость орбитального коллектора - 36 млн. долл.
•Стоимость комплекса (1 коллектор и 2 пусковых установки) - 40 млн. долл.

Система «Орбита-Орбита»

•Дополнительный вариант по схеме «Орбита-Орбита»: dV=2000 м/с.
•Масса орбитального коллектора - 1000 кг.
•Электрическая мощность энерго-двигательной системы - 0,01 МВт (!).
•Годовой грузопоток - 11000 кг.
•Удельная себестоимость - 180 долл./кг плюс цена доставки на НОО.
•Стоимость орбитального коллектора - 10 млн. долл.
•Экономический эффект - увеличение до 3 раз массы грузов, выводимых на ГСО.

Система «Луна-Орбита»

•Базовый вариант по схеме «Луна-Орбита»: dV=1680 м/с.
•Масса механической катапульты - 200 кг.
•Масса орбитального коллектора - 1800 кг.
•Электрическая мощность ДУ коллектора - 0,03 МВт.
•Расход магния и кальция в ЭРД - 1000 кг/год
•Грузопоток - 29 000 кг/год (3000 захватов по 10 кг порция).
•Удельная себестоимость - 900 долл./кг.
•Стоимость катапульты  - 20 млн. долл./шт.
•Стоимость орбитального коллектора - 90 млн. долл.
•Стоимость комплекса (1 коллектор и 2 катапульты) - 130 млн. долл.

Ресурс суборбитальной подсистемы и орбитального коллектора

•Суборбитальные ракеты, в отличие от ракет космического назначения, сохраняются после первого пуска, и могут использоваться многократно 200-1000 раз.

•В нашем проекте используется решение, которое обеспечит использование суборбитальных ракет от 1000 до 6000 раз.

•Двигатели орбитального коллектора типа NEXT или VASIMR, также имеют большой рабочий ресурс - около 50 тыс. часов (5,5 лет).

Виды грузов

•Коллектор может получать грузы только сырьевого типа, которые не разрушаются ударным разгоном.
•Вместе с тем, большая часть грузов, которые доставляют в космос, приходится не на космические аппараты (КА), а на ракетное топливо, которое нужно для их выведения на конечные орбиты.
•До 80% массы КА на промежуточной опорной орбите приходится на топливо, поэтому для нашего КТС найдется много грузов.
•К транспортировке топлива прибавляется доставка алюминия, титана, углерода, кремния и других веществ, которые необходимы для производства в космосе различных комплектующих и агрегатов КА.

Возможности технологии проекта «Орбитрон»

•Внедрение технологии позволит нашим клиентам создать:
•сеть космических заправочных станций, для дозаправки межорбитальных бустеров и буксиров;
•сеть орбитальных платформ с 3D-принтерами для изготовления деталей и агрегатов космических аппаратов.

Патенты

•Method and system for delivering cargoes into space. US 20110272528 A1.
            Status: Grant of patent is intended
•Method for delivering cargoes into space and a system for implementation of same. EP2390188
            Status: Grant of patent is intended (Great Britain, Germany, France).
•Способ доставки грузов в космос и система его осуществления. Патент России RU2398717
•Способ доставки грузов в космос и система его осуществления. Патент ЕАПО 017577
•Спосіб доставки вантажів в космос і система його здійснення. Патент Украины 99230
•Способ энергообеспечения космических аппаратов-накопителей. Патент России RU2451631
•Energy supply method for spacecrafts-accumulators. Патентная заявка US 2013/0233974 A1
•Method and system for feeding jet engines. Патентная заявка US 2014/0326832 A1

Маркетинг и продажи

•Ожидаемые доходы покупателей лицензий и франшиз при торговле следующими товарами (долл./год):

•ракетное топливо 300 тонн - 0,9 млрд.;
•конструкционные материалы 100 тонн - 0,3 млрд.;
•полупроводники 400 тонн - 1,2 млрд.

•Доходы инвесторов:

•продажа лицензий в США, Евросоюзе, России;
•торговля франшизами в странах «космического клуба»;
•роялти;
•учредительская прибыль при создании АО после завершения этапа посевных инвестиций.

Сегменты рынка

•Рынок пусковых услуг - 5 млрд. долл./год
•Рынок производства космических аппаратов - 16 млрд. долл./год
•Рынок фотоэлектрических преобразователей - 100 млрд. долл./год,
•в т.ч. тонкопленочных солнечных батарей - 25 млрд. долл./год.
•Рынок поставок материалов для сооружения спутниковой солнечной электростанции в рамках японской программы - 20 млрд. долл.
•Рынок поставок материалов для развертывания и обеспечения лунной базы в рамках российской программы (с учетом действия патентов до 2030 года):
•развертывание - 30 млрд. долл.;
•снабжение базы - 4-15 млрд. долл./год.

Конкуренты

•Компания Shackleton Energy Company (США), разрабатывающая технологии добычи воды на Луне, для производства кислорода с водородом и продажи через орбитальные АЗС.

•Старт-ап PHARO (США), разрабатывающий систему PROFAC с лазерным подводом энергии, предназначенную для сбора кислорода из атмосферы в целях получения топлива для космических АЗС.


Потенциальные партнёры

•Planetary Resources
•Deep Space Industries
•SpaceX
•Bigelow Aerospace
•Boeing Company
•EADS Astrium

•ЦНИИмаш (орбитальный КА-накопитель воздуха и бескаркасные СБ)
•ИКИ РАН (математические модели КТС)
•ОИВТ РАН (математические модели ударных процессов)
•ИФП СО РАН и РКК «Энергия» (технологический модуль ОКА-Т)
•МГТУ им. Н.Э.Баумана (тросовый электродвигатель ЭДТС)
•ГКНПЦ имени Хруничева (суборбитальный демонстратор МРКС-1)
•КБХА (термо-химический имитатор ЯРД)
•ГНЦ ФГУП "Центр Келдыша" (теплообменная водородная ДУ СТРД)
•Компания «Лин Индастриал» (суборбитальные мини-РН)

Команда

Идеолог проекта:                       Александр Майборода
Менеджер проекта:                    Владимир Мигель

Главные специалисты:
Д.К. Драгун, В.М. Мельников, О.П. Пчеляков, В.И. Флоров

Основные участники и их компетенции: в команде 9 специалистов с необходимыми знаниями, квалификацией и опытом. Среди них сотрудники ЦНИИМАШ, ФГУП «ОКБ Вымпел», МГТУ им.Н.Э.Баумана, ИКИ РАН, ИФП СО РАН, компании «Спутникс».

Инвестиции первого этапа R&D

•Этапы рабочего процесса:
•эскизное проектирование;
•компьютерное моделирование процессов;
•изготовление демонстрационной модели коллектора; стендовые испытания, доработка;
•изготовление коллектора в версии микроспутника для орбитальных испытаний (dV=1400-2000 м/с), доработка.
•Требуемые ресурсы: денежные средства в сумме 30 млн. руб.
 (1-й этап длительностью 2 года)

•Поддержания действия зарубежных патентов (ЕС и США) и завершения процесса получения новых патентов в США:
•11 тыс. долл. в 2015 году;
• 5 тыс. долл. в 2016 году.

Резюме и контакты

•Разработанная система обеспечивает радикальное снижение затрат на доставку грузов в космос.
•Экономия издержек создает возможности получения дополнительной прибыли в сфере доставки грузов сырьевого типа на орбитальные КА.
•Для вывода проекта из начальной стадии необходимы партнеры.
•Компания AVANTA Consulting готова к переговорам о сотрудничестве по вопросу коммерциализации разработки «Орбитрон».
•Адресные данные компании: Россия, г. Ростов-на-Дону, пр. Большая Садовая, 150, офис 909. Тел.: +7 (863) 263 32 94
•Mail:
Сайт: www.mayboroda.com

Спасибо за внимание!
Вопросы?

Приложение: The Bullet Catcher
•Аналоги орбитального коллектора - пулеулавливатели (не деформирующие пули): dV до 1100 м/с, ресурс тормозной среды из кевлара 10 тыс. выстрелов.
•Пулеулавливатели жесткого торможения, заполненные водой/песком, имеют практически не ограниченный ресурс и величину dV.
Приложение: средства высокоточного позиционирования и синхронизации
•Головной блок суборбитальной противоспутниковой ракеты с высокой точностью позиционирования на заданной высоте - основа системы управления полетов суборбитальных РН для снабжения сырьём орбитального коллектора.
Приложение: средства высокоточного позиционирования и синхронизации
•ASAT - прототип системы суборбитальной доставки грузов в орбитальный коллектор.
Приложение: Бронированный спутник   ДС-П1-М «Тюльпан»
•Корпус спутника оснащался стальным защитным покрытием. Спутник выдерживал три выстрела КА-перехватчика картечью, движущейся со скоростью 1,2-2,1 км/с относительно него.
•В настоящее время в США разрабатывают маневренные спутники, оборудованные броней, защищающей их от физических воздействий.
Приложение: Взрывные камеры
•Передвижной комплекс локализации взрывного устройства.
Приложение: Взрывные камеры
•Промышленная взрывная камера КВГ-8 ОАО Норильской горной компании. Максимальный заряд - 8 кг (в тротиловом эквиваленте); масса - 46 т.; - габариты - 16,4 2,2 2,45 м.
Приложение: Взрывные камеры
•Взрывная камера ИТЭС ОИВТ РАН для зарядов ВВ массой до 1 тонны. Масса камеры около 500 тонн.
Приложение: продукция 3D-принтеров
Приложение:
Проект AMAZE - печать космических аппаратов
на 3D-принтере
•Европейское космическое агентство (ЕКА) объявило о планах по развитию применения 3D-печати для создания полноразмерных металлических частей и компонентов для самолетов, космических аппаратов и термоядерных реакторов.
•ЕКА инвестировала около 20 миллионов евро в исследования по созданию «Методов трехмерной печати AMAZE».
•AMAZE - «аддитивное производство, ведущее к минимизации отходов и максимально эффективное создание высокотехнологичных металлических продуктов».
Приложение: Использование гравитационной энергии системы Земля-Луна

автор - alboros Майборода, ЕКА, Европейское космическое агентство, 3D-принтер, частная космонавтика, суборбитальные полеты, орбитальные станции

Previous post Next post
Up