/Поглед.инфо/ Висшето ръководство на Русия обърна внимание на най-близкото до нашата планета космическо пространство: беше дадена инструкция за създаване на руски спътници, предназначени за работа в така наречените ултраниски орбити. За какви орбити и сателити говорим, защо създаването на такива устройства днес е най-модерната тенденция в космическите технологии - и какво точно могат да дадат те на Русия, включително от гледна точка на отбраната и сигурността?

Президентът Путин инструктира “Роскосмос” и Агенцията за стратегически инициативи (АСИ) да обмислят създаването на космически кораби за изключително ниски орбити. За планетата Земя изключително ниските орбити или VLEO (Very low Earth orbit) са орбити на височина до 400 км.

Това са много специфични орбити. На такива височини остава силното влияние на земната атмосфера, което бързо намалява скоростта и височината на полета на космическия кораб. Под 170 км животът на спътника вече се изчислява в дни. На височина около 120-150 км спътникът прави последната си орбита, след което навлиза в плътните слоеве на атмосферата и изгаря.

Изключително ниските орбити изискват работата на задвижващата система за поддържане на височина, в противен случай животът на космическия кораб ще бъде няколко години или месеци. Освен това подобни орбити изискват допълнителна работа върху архитектурата на спътниците, за да се намалят ефектите от въздушните течения на остатъчната атмосфера.

Освен това, колкото по-близо до атмосферата, толкова повече гориво е необходимо на космическия кораб, за да поддържа стабилната си работа. Освен това количеството гориво нараства експоненциално. Например, Международната космическа станция първоначално работи на надморска височина от около 300 километра, което е необходимо за обслужване на станцията със совалки, докато 8600 килограма гориво бяха изразходвани годишно за поддържане на орбитата. След повишаване на надморската височина до 400 км годишният разход на гориво ще намалее до 3600 кг.

Без двигател животът на космически кораб в свръхниски орбити е въпрос на месеци или дори седмици. Например, първият спътник “Спутник-1” имаше орбита под формата на елипса, най-отдалечената точка от Земята (апоцентър) беше на разстояние 939 км, най-близката вече беше на височина на ултраниски орбити - само 215 км. Поради такава орбита и значително забавяне от остатъчната атмосфера, “Спутник-1” издържа само три месеца, след което навлезе в плътните слоеве и изгоря. Втората степен на ракетата, която влезе в същата орбита, поради големия си размер, живя още по-малко, тя напусна орбитата само след два месеца.

Отделен проблем е ударът на такива височини на атомарния кислород, който има несдвоен електрон, което прави този атом много реактивен. В тази форма кислородът реагира много силно и разяжда повечето вещества. За да се предпазят от това, ултра-ниските орбити използват покритие с атомно гладка повърхност, която разпръсква кислородните атоми, което води до половината от устойчивостта на традиционните материали.

Тогава защо са необходими такива орбити, ако работата по тях води до такива трудности?

Факт е, че ултраниските орбити са по-удобни за няколко вида космически кораби. На първо място, това са комуникационни спътници, спътниците за дистанционно наблюдение на Земята, радарите...

При дистанционното наблюдение на Земята всичко е просто - колкото по-близо е космическият кораб до Земята, толкова по-висока резолюция ще може да вземе определена част от повърхността. Е, или при запазване на разделителната способност, самото устройство може да бъде по-просто и по-компактно. Американската армия отдавна обмисля създаването на система за директен контрол на бойното поле, използваща съзвездия от сателити, способни да предават визуална информация в почти реално време.

За комуникационните системи малката височина също е много голям плюс. Позволява да се поддържа висок енергиен баланс на линията. Когато се използват сателити, процесът на предаване от Земята към сателита се нарича връзка нагоре, а от сателита към Земята - връзка надолу. Тъй като плътността на мощността на радиовълните намалява с квадрата на разстоянието между предавателя и приемника, главно поради разпространението на електромагнитната енергия в космоса според закона на обратните квадрати, колкото по-близо е сателитът до Земята, толкова по-малко енергия е необходимо за изпращане на сигнал към Земята или към сателита, и толкова по-добър ще бъде енергийният баланс на линията.

Този подобрен енергиен баланс на връзката може да се използва или за по-ниска мощност при същата скорост на данни, или за по-висока скорост на данни при същата мощност, или комбинация от двете. По-малки и/или по-мощни предаватели могат да бъдат наземни, сателитни или и двете.

Има и няколко други предимства. За изстрелване в свръхниски орбити се изисква по-малко мощност от ракетата носител. Освен това космическите кораби в свръхниска орбита не е необходимо да бъдат оборудвани с устройство за излизане от орбита. Неуспешният спътник няма да се превърне в космически отломки, а по-скоро бързо ще изгори в плътните слоеве на атмосферата.

През последните години почти всички страни са се заели с ултраниски орбити. Има проекти в САЩ и Европа. Китай като цяло ще създаде постоянно съзвездие от сателити в орбита под 300 км. Очевидно ще трябва постоянно да се попълва.

За Русия широкият разговор за използването на свръхниски орбити започна в края на юни 2023 г., когато по време на пленарната среща на Форума на АСИ „Силни идеи за новата ера“ ръководителят на държавата беше информиран за частен проект за създаване на такива сателити. И сега, след месец и половина, стана известно, че инструкцията за разглеждане на работа в свръхниски орбити е дадена на ръководителя на “Роскосмос” Юрий Борисов и генералния директор на АСИ Светлана Чупшева. До 1 декември 2023 г. те трябва да „разгледат въпроса за създаването на космически кораби, работещи в изключително ниски орбити (до 200 км) и производството на прототипи на такива апарати за изпитване“.

Какво може да изведе Русия на свръхниски орбити? Всичко зависи от сроковете. Ако точно сега, тогава това са по-скоро тестови космически кораби във формат “Кюбсат”, технологични демонстратори. Ако в хоризонта от няколко години, това са преди всичко малки спътници за дистанционно наблюдение на Земята с възможност за възможно най-бързо актуализиране на данни и комуникационни спътници, специално създадени за такава орбита.

Междувременно руските разработчици - най-често това са млади независими стартиращи компании - предлагат свои собствени решения за работата на космически кораби, които могат да се използват в такива сложни орбити. Това е възможността за използване на азот и кислород от остатъчната атмосфера за работата на двигатели на космически кораби в свръхниска орбита и възможна промяна в архитектурата на сателитите за работа с въздушни течения. Най-вероятно в близко бъдеще всички тези решения могат да бъдат много полезни.

Превод: В. Сергеев

Абонирайте се за новия ни Youtube канал: https://www.youtube.com/@aktualenpogled/videos

Абонирайте се за нашия Ютуб канал: https://www.youtube.com/@user-xp6re1cq8h

и за канала ни в Телеграм: https://t.me/pogled

Влизайте директно в сайта https://www.pogled.info .

Споделяйте в профилите си, с приятели, в групите и в страниците. По този начин ще преодолеем ограниченията, а хората ще могат да достигнат до алтернативната гледна точка за събитията!?