Взлёт, 2016 № 06 (138)

Не первый год (а, точнее, еще с начала 1990-х) ожидается бум низкоорбитальных систем связи. Увы, до недавних пор все ограничивалось развертыванием многоспутниковых группировок с довольно скромными характеристиками, балансирующих на грани безубыточности (системы GlobalStar, Orbcomm и «Гонец»). Но в прошлом году компания OneWeb объявила о новом проекте низкоорбитальной системы, обеспечивающей глобальный широкополосный доступ в интернет для всех желающих, в т.ч. в странах третьего мира. Планы предполагают запуск 648 микроспутников на фазированные полярные орбиты высотой 1200 км. При этом каждый аппарат будет иметь массу менее 200 кг и пропускную способность 7 Гбит/с. Для запуска спутников OneWeb планируется задействовать российские носители «Союз», стартующие из Гвианского космического центра и космодрома Восточный, американские Falcon 9 и ракеты воздушного пуска LauncherOne фирмы Virgin Galactic. Коммерческое предоставление услуг OneWeb должно начаться в 2019 г.

Таким образом, рынок и сфера применения МКА расширяются. Для формирования орбитальных группировок можно использовать различные носители как среднего, так и легкого класса. При этом в большинстве случаев спутники будут запускаться «пачками» (кластерами). Кластерный запуск экономически выгоден, когда на одну и ту же (или близкую) орбиту требуется вывести несколько однотипных МКА. Если же в качестве полезного груза ракета несет «сборную солянку» разнотипных спутников различных заказчиков, преимущества данного вида запуска снижаются: вместо индивидуального выбора оптимальной орбиты заказчик вынужден отправлять свой аппарат туда, куда «отвезут», и ждать, когда все остальные участники («соседи по кластеру») будут готовы к «поездке».

Российские легкие ракеты-носители «Союз-2.1в» и «Ангара-1.2»

Не пригоден кластерный запуск и в случае, когда необходимо заменить в орбитальной группировке физически изношенный или морально устаревший аппарат: для одиночных запусков целесообразнее использовать ракеты легкого класса.

Именно развитие МКА стало причиной того, что различные страны создают новые легкие носители. Например, разработчики китайской ракеты CZ-6, которая впервые стартовала 20 сентября 2015 г., прямо заявляли, что ее параметры выбирались исходя из тенденций мирового рынка МКА. Даже скромный по современным меркам носитель CZ-2D нецелесообразно использовать для запуска 500-килограммового спутника, поскольку, несмотря на высокую удельную стоимость выведения, абсолютные затраты на пуск легкого изделия в данном случае оказываются все равно ниже, чем у среднего или тяжелого! Подчеркнем: в данном случае речь идет не о прибыльности коммерческих запусков, а о разумном стремлении снизить общие затраты.

Важная особенность «малых» средств выведения — способность обслуживать широчайший (по массе) диапазон полезных грузов — от сотен граммов до 2—4 т. Создать один тип экономически эффективной легкой ракеты для запусков всех этих нагрузок диапазона невозможно. Соответственно, в последние десять лет получила развитие идея использования специализированных ракет-носителей малого и сверхмалого классов. Если первые конструктивно совпадают с традиционными легкими изделиями, то вторые отличаются разнообразием компоновок и технических решений.

Носители сверхмалого класса, или «нанолончеры» (основное предназначение — запуск нано- и микроспутников) тоже не новинка: первый американский космический носитель Vanguard сегодня относился бы именно к данному классу. Такие ракеты проектируются в разных странах уже на протяжении ряда лет. Интересно, что основными потенциальными заказчиками средств выведения в ряде случае выступают военные. Вот лишь несколько примеров.

NASA и Командование по космической и противоракетной обороне Армии США ASMDC (US Army Space and Missile Defense Command) совместными усилиями разрабатывали трехступенчатую ракету-носитель наземного старта SWORDS, способную выводить на орбиту высотой 750 км спутник массой до 25 кг. Отличительная особенность ракеты — использование в качестве топлива жидкого кислорода и сжиженного метана.

Американская компания Interorbital systems заключила контракт с NASA на разработку модульного носителя Neptune, способного выводить на низкую орбиту полезный груз массой от 30 до 1000 кг. Еще фирма из США, Microcosm, работает над семейством носителей на основе двигателя Scorpius, работающего на жидком кислороде и керосине. Самая маленькая ракета — Mini-Sprite — трехступенчатая, способна вывести на орбиту до 100 кг и стартовать в течение суток после получения запроса. Microcosm считает, что запуск будет стоить всего 3 млн долл., если ВВС оплатят расходы на разработку.