Falcon Heavy + Космос

NASA использует Falcon Heavy для запуска миссии Psyche

NASA выбрало компанию SpaceX в качестве пускового оператора миссии Psyche. Для запуска станции будет использована сверхтяжелая ракета Falcon Heavy. Соответствующий пресс-релиз был опубликован на сайте ведомства 29 февраля.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-awards-launch-servic...

Новость о выборе Falcon Heavy стала определенной неожиданностью. Дело в том, что сертификация NASA ракет для наиболее дорогостоящих космических миссий (т. н. запуски «третьей категории») как правило, является небыстрым процессом. К примеру, носитель Falcon 9 прошел ее лишь в конце 2018 г. после выполнения свыше 60 полетов. На данный же момент Falcon Heavy летал в космос лишь трижды.

Однако в случае с Falcon Heavy руководство NASA ускорило процесс сертификации. Во-первых, грузоподъемность этого носителя намного превосходит грузоподъемность других существующих коммерческих ракет. Во-вторых, SpaceX традиционно предлагает меньшую цену, нежели конкуренты. Стоимость контракта на запуск Psyche составляет 117 млн долларов. Для сравнения, средняя стоимость запуска ракеты Delta IV Heavy еще недавно составляла 350 млн долларов. И в третьих, NASA стремится поддерживать определенное «равновесие» между SpaceX и альянсом ULA (совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin). Недавно агентство отдало ULA контракт на запуск другой астероидной миссии Lucy. Так что, выбрав Falcon Heavy, NASA восстановило своеобразный паритет.

Psyche будет запущен в июле 2022 года.В 2023 году зонд выполнит гравитационный маневр в окрестностях Марса, в январе 2026 года выйдет на орбиту вокруг своей цели — металлического астероида Психея (16 Psyche).

Психея является одним из самых необычных тел Солнечной системы. Результаты измерений массы этого тела и данные спектральных наблюдений говорят о том, что оно содержит большое количество металлов. По мнению ученых, Психея может быть осколком ядра протопланеты, уничтоженной в ходе масштабного столкновения на заре Солнечной системы.

Помимо зонда Psyche, Falcon Heavy отправит в космос два попутных груза: малые межпланетные станции EscaPADE и Janus. EscaPADE предназначен для изучения марсианской атмосферы, Janus будет направлен к двойному астероиду. В то же время, стартовый манифест миссии не включает аппарат Athena. Его предполагалось отправить по пролетной траектории к астероиду Паллада. По всей видимости, NASA решило не финансировать этот проект.

SpaceX испытает вторую ступень Falcon 9

Сегодня с космодрома на мысе Канаверал должен состояться запуск ракеты Falcon 9. На ее борту находится корабль снабжения Dragon с более чем 2500 кг груза для экипажа МКС. В его состав входит научное оборудования, различные припасы, а также 40 подопытных мышей для медико-биологических экспериментов в условиях микрогравитации.

https://spaceflightnow.com/2019/12/03/long-duration-coast-ex...

Однако запуск Dragon является не единственной целью сегодняшней миссии. SpaceX намеревается использовать вторую ступень Falcon 9 для проведения ряда тестов. Как правило, после отделения Dragon, ступень немедленно сводится с орбиты. Однако сегодня она «задержится» в космосе. Планируется, что вторая ступень Falcon 9 проведет от 6 до 12 часов на орбите. Специалисты SpaceX будут следить за ее поведением и тепловым балансом. После завершения теста, ступень активирует двигатель Merlin и войдет в атмосферу над югом Индийского океана.

Испытания должен удостоверить, что вторая ступень Falcon 9 может выдержать многочасовое пребывание на орбите и успешно выполнять различные маневры. Это необходимое требование для миссий, требующих вывода грузов на высокоэнергетические орбиты. Наличие подобной опции может помочь SpaceX получить дополнительные контракты. На данный момент у компании есть опыт двух миссий с многочасовым пребыванием носителя на околоземной орбите — но в них использовалась ракета Falcon Heavy.

Стоит отметить, что из-за эксперимента первая ступень Falcon 9 истратит больше топлива, чем обычно. Поэтому ее посадка будет осуществляться не на наземную площадку в Космическом центре им. Кеннеди, а на автономную баржу в Атлантическом океане.

Ученые оценили возможность отправки аппарата к межзвездной комете

Обнаружение межзвездной кометы C/2019 Q4 (Борисова), безусловно, стало одним из самых ярких астрономических событий 2019 года. Некоторые обсерватории уже провели наблюдения этого объекта и по мере его приближения к перигелию их количество будет увеличиваться.https://arxiv.org/abs/1909.06348

Визит кометы заставил многих людей задаться вопросом — обладает ли человечество технической возможностью отправить какой-то аппарат к «межзвездному страннику»? Команда ученых из ассоциации Initiative for Interstellar Studies попыталась ответить на этот вопрос, проведя соответствующие расчеты. Для своего исследования они взяли реально существующие, а также близкие к вводу в эксплуатацию ракеты-носители.

Ученые пришли к выводу, что при условии использования ракеты Falcon Heavy и ее запуска в июле 2018 года, человечество могло бы отправить к комете двухтонный аппарат, который совершил бы ее пролет в октябре 2019 года в момент пересечения плоскости эклиптики.

С технической точки зрения, описанная схема выглядит вполне реализуемой. Проблема в том, что для организации подобной миссии астрономы должны были обнаружить комету Борисова хотя бы до конца 2016 года, чтобы успеть спроектировать и построить соответствующий аппарат. Поскольку на тот момент объект находился еще за орбитой Урана, это было невозможно. К тому же, стоит напомнить, что дебютный полет Falcon Heavy состоялся лишь в начале 2018 года.

Способно ли человечество сейчас запустить аппарат, который бы сумел догнать комету? Это намного более сложная задача. Во-первых, комета движется со скоростью около 30 км/с. Ни одна из существующих или перспективных ракет на химическом топливе сама по себе не способна придать космическому аппарату подобную скорость. Во-вторых, чтобы нагнать комету земному посланцу потребуется выйти за пределы плоскости эклиптики, что потребует огромного количества энергии.

Тем не менее, авторы исследования пришли к выводу, что у человечество все же имеется теоретическая возможность реализовать подобную миссию. Для нее потребуется ракета SLS, а также целый ряд сложных гравитационных маневров.

Предложенная схема полета выглядит следующим образом. В 2030 году ракета SLS отправляет к Юпитеру аппарат-перехватчик. В 2031 году он совершает гравитационный маневр в окрестностях газового гиганта и спустя год сближается с Солнцем. Далее, аппарат использует гравитацию нашего светила, чтобы набрать скорость и выйти за пределы плоскости эклиптики по траектории, позволяющей догнать комету Борисова. Согласно расчетам, запущенный по такой схеме перехватчик достиг бы своей цели в 2045 году.

Правда, на данный момент эта схема представляется скорее любопытным мысленным экспериментом. Дело в том, что максимальная масса подобного перехватчика будет ограничена лишь 3 кг — включая научные приборы, систему связи, теплозащиту, ритэг и двигатели. Создание подобного зонда потребует существенного улучшения технологии минитюаризации и ряда прорывных технических решений.

Поэтому, наиболее оптимальной стратегией пока что остается улучшение средств слежения за небом. Если астрономам удастся обнаружить приближающийся межзвездный объект хотя бы за несколько лет до его визита, это даст человечеству необходимое время чтобы успеть подготовить специализированную исследовательскую миссию.

Спутник LighSail 2 успешно развернул парус

23 июля спутник LighSail 2 развернул солнечный парус из майлара общей площадью 32 м2. На следующий день аппарат передал на Землю изображения, подтвердившие успешное выполнение процедуры. На снимках можно увидеть солнечный парус на фоне нашей планеты.

http://www.planetary.org/blogs/jason-davis/ls2-deploys-sail....

LighSail 2 создан специалистами Планетарного сообщества (The Planetary Society) — крупнейшей неправительственной некоммерческой космической организации на Земле. Аппарат создан на базе платформы CubeSat (3U). Его размеры составляют 10 на 10 на 30 см, вес — менее 5 кг. Он предназначен для проведения экспериментов и демонстрации возможности использования солнечных парусов для управления космическими аппаратами.

LightSail 2 был запущен вместе со спутником Prox 1 при помощи ракеты-носителя Falcon Heavy 25 июня этого года. Через неделю он отделился от Prox 1, успешно развернул антенну и солнечные батареи, и отправился в самостоятельный полет. Изначально, раскрытие солнечного паруса должно было состояться еще в первой половине июля. Но впоследствии эта процедура была перенесена на конец месяца.

В течение следующего месяца специалисты Планетарного сообщества будут использовать солнечный парус для поднятия орбиты LighSail 2. Предварительные данные показывают, что аппарат уже совершает один разворот паруса в сторону от Солнца за один пролет по своей орбите, что создает небольшую постоянную тягу.

Стоит напомнить, что это второй аппарат с солнечным парусом, построенный Планетарным сообществом. Первым был спутник LighSail 1, запущенный в 2015 году. Его пробный полет с развернутым парусом продлился 7 дней, после чего аппарат вошел в земную атмосферу.

Миссия STP-2 будет одним из самых сложных запусков в истории SpaceX с четырьмя отдельными включениями двигателя 2-й ступени, тремя отдельными орбитами развертывания, и манёвром возвращения 2-й ступени для её последующего сгорания в атмосфере.

STP-2 - восьмая миссия SpaceX в 2019 году, второй полет Falcon Heavy в году и третий запуск Falcon Heavy в истории. Если запуск пройдет успешно, он также станет третьим из трех запусков, необходимых для сертификации Falcon Heavy для перевозки грузов для ВВС США.Основная цель этой миссии — это запуск спутников на орбиту, но в этом запуске это не совсем так. Для заказчиков запуска (ВВС США) это проверка системы Falcon Heavy и широкого спектра ее возможностей, в том числе многократных перезапусках двигателя и прямого вывода на среднюю околоземную орбиту полезных нагрузок, чтобы сертифицировать ракету для полета в интересах ВВС США.Кроме того, учитывая, что это полет с еще не доказанными возможностями (для ВВС), было бы гораздо опаснее запускать большие и более ценные спутники вместо небольших испытательных спутников. Наконец, вывод на несколько оперативных орбит (одна из них довольно высокоэнергетическая) требует значительного количества дельты-V, сравнимого с орбитой GTO-1800.
Запуск массовой миссии STP-2 продемонстрирует возможности ракеты-носителя для военных. Эта миссия — отличная возможность для ВВС пойти на небольшой риск, когда это не влияет на дорогостоящие спутники национальной безопасности, но все же позволяет им многому научиться и проверить ракету в деле. После первого полета Falcon Heavy ВВС сертифицировали ракету для участия в будущих военных контрактах. Но Falcon Heavy еще не прошла так называемую "не повторяющуюся сертификацию конструкции".
Изначально ВВС предъявляли определённые требования для сертификации в т.ч. выполнение минимум трёх включений двигателя 2-й ступени и доставка на орбиту 5000 кг балласта.На данный момент, очевидно, что они претерпели изменения, особенно касательно балласта и количества перезапусков двигателя.
Текущий профиль вывода нагрузки на три разные орбиты:
1-й запуск двигателя 2-й ступени 2-й запуск двигателя 2-й ступени, орбита 300 x 860 км, наклонение 28,5º.
Орбита № 1:
Доставка Integrated Payload Stack на орбиту с высотой 300 x 860 км и наклонением 28,5 °, отделение спутника OCULUS-ASR, ARMADILLO, кубсатов PSat 2, BRICSat 2, E-TBEx A и B, CP9 (LEO), StangSat, TEPCE-1 и 2.
3-й запуск двигателя 2-й ступени.
Орбита № 2:
Орбита 720x12000 км и наклонением 24º. Отделение спутников COSMIC-2 (шесть аппаратов), NPSat-1, OTB-1, GPIM, FalconSat-7, Prox-1, LightSail-2.
4-й запуск двигателя 2-й ступени.

Орбита № 3:Средняя околоземная эллиптическая орбита с перигеем 6000 км, апогеем 12 000 км и наклонением орбиты 43º. Отделение спутника DSX (3-й час миссии)
После развертывания этих полезных нагрузок 2-я ступень должна выполнить продувку баков. Но возможно, SpaceX попытаются свести ступень с орбиты проведя 5 запуск двигателя, чтобы через какое-то время она сгорела в плотных слоях атмосферы. В общей сложности продолжительность миссии составляет около 6 часов.
Запуск Falcon Heavy STP-2 станет важным шагом в целях сертификации, В более общем смысле, STP-2 также будет выступать в качестве специальной демонстрации, которую SpaceX и ВВС США будут использовать для полной сертификации Falcon Heavy для военных запусков, что, положит конец десятилетней монополии Delta IV Heavy на военные запуски.Кроме того, Центр космических и ракетных систем ВВС (SMC) будет использовать эту миссию в качестве образца для разработки процедур регламента полетов, связанных с повторным использованием других ракет-носителей.
Можно с уверенностью сказать, что SpaceX заинтересован в коммерческом предложении услуг для Falcon Heavy, чтобы сделать Falcon Heavy еще более конкурентоспособным предложением в борьбе с такими ракетами как Atlas, Delta и Ariane. Американские военные больше всех заинтересованы в ракете уже сейчас, и надежная 2-я ступень с возможностями дальнего повторного включения двигателя, может однажды позволить Falcon Heavy регулярно запускать коммерческие спутники прямо на круговые орбиты или отправлять космические аппараты NASA в дальний космос. И этот запуск должен уже во второй раз продемонстрировать такую возможность.

Прямая трансляция со всеми посадками первых ступеней будет здесь.