Новости

28.07.2008 12:57

Космический буксир, придуманный молодым российским ученым, сможет навести порядок на земной орбите

Космический буксир, придуманный молодым российским ученым, сможет навести порядок на земной орбите

Фонд премии писателя-фантаста Роберта Хайнлайна и Российский учебно-научный комплекс авиакосмической промышленности подвели недавно итоги конкурса научно–инновационных работ «Полет в Будущее». На суд жюри были представлены более двух десятков фантастических проектов, направленных на покорение космоса. По сути, отбирались даже не проекты, а коммерческие идеи и предложения, способные когда-нибудь привести к настоящему перевороту в области освоения космоса. Лучшей в итоге признали работу 27-летнего питерского инженера ФГУП КБ «Арсенал» Леонида Бурылова (фото). Он придумал многофункциональный космический буксир – образец, который эксперты назвали техникой XXII века.


Молодой питерский ученый попытался разрешить одну из самых важных проблем – как сделать космические грузоперевозки более дешевыми и эффективными, чем сегодня. Заброску грузов в космос в настоящее время осуществляют автоматические аппараты «Прогресс». Около 57 процентов их начальной массы приходится на однократные обеспечивающие системы, весьма дорогостоящие, из-за чего удельная стоимость доставки одного килограмма груза на Международную космическую станцию (МКС) оценивается в 25 тысяч долларов. «Прогресс» несет на себе 2,5 тонны груза. Нетрудно подсчитать, что полеты в космос нынче дороги — 62 миллиона 500 тысяч долларов. И именно высокая себестоимость полетов прежде всего тормозит изучение космоса.

Леонид Бурылов предложил исключить промежуточное звено, которое представляют собой те самые «Прогрессы», а взамен их использовать Многофункциональный автономный транспортно-энергетический модуль (МАТЭМ). Это космический аппарат, способный осуществлять автоматическую или управляемую стыковку с объектами, а также их транспортировку и обеспечение жизнедеятельности. Его запуск и обслуживание обойдутся, по расчетам изобретателя, примерно в два раза дешевле, чем запуск одного «Прогресса».

Для ясности молодой ученый рисует более детальную картину. На высоте около 350 км от Земли находится орбита МКС. Ракетоносители сегодня выводят «Прогрессы» на 200-километровую высоту, после чего те сами отправляются в путь. Доставив груз по назначению и полностью выполнив свою функцию, они снижаются до плотных слоев атмосферы и сгорают. Теперь же предлагается вместо них поднимать в космос так называемые пассивные грузовые корабли – по сути, это контейнеры с минимальной аппаратурой на борту, поддерживающей режим их существования в течение двух суток. Сами они двигаться не в состоянии. Им поможет МАТЭМ, который уже будет ждать их на низкой орбите. Он, по мысли ученого, сможет перемещаться как настоящий буксир. Подхватив контейнер, он самостоятельно прицепит его к МКС, после чего вновь отстыкуется и направится дальше по своим делам. Вообще-то МАТЭМ и задуман Леонидом Бурыловым как многофункциональный аппарат, что сразу же выделяет его в ряду прочей космической техники. Назовем лишь некоторые его функции. Прежде всего он сможет удалять из космического пространства болтающийся там мусор, в том числе и отслужившие свое крупногабаритные аппараты. Другая важная миссия заключается, напротив, в выведении аппаратов с низких опорных орбит на более высокие рабочие. В перспективе МАТЭМ может даже стать орбитальным технологическим комплексом для производства материалов в условиях невесомости (микрогравитации).

В принципе МАТЭМ — это самая настоящая материнская плата, к которой смогут присоединяться различные аппараты, выводимые в космос. Например, спутники. Работа в связке с многофункциональным модулем сделает их применение более дешевым. И вот якобы за счет чего. Дело в том, что детище Леонида Бурылова снабжено всеми необходимыми обеспечивающими средствами, а роль двигателей выполняет сам МАТЭМ. Поэтому количество аппаратуры на целевых модулях можно значительно сократить, освободив место для ценного груза. Да и управление спутниками, как считает изобретатель, может происходить централизованно, через МАТЭМ.

Теперь — о главном. Как и за счет чего модуль сможет перемещаться в пространстве? В этом и содержится вся фантастическая суть идеи. Леонид Бурылов предположил, что основу комплекса должны составить система энергоснабжения с высокой выходной мощностью и электрореактивная двигательная установка. Вообще по виду используемой энергии двигательные установки подразделяются на четыре типа: термохимические, ядерные, электрические, солнечно-парусные. В настоящее время основой космонавтики являются термохимические двигатели. Электрические, ядерные и солнечно-парусные установки находятся на стадии развития. И именно в этом направлении, как считает Леонид Бурылов, возможен прорыв. «Использование ядерных энергетических установок невозможно из-за запрета на их эксплуатацию на низких орбитах, — рассказывает ученый, — и тогда я придумал вариант солнечно-энергетической станции (СЭС), совмещенной с электрическими двигателями».

По замыслу Бурылова, такая комбинация обеспечит 100-процентную выходную мощность солнечных батарей (это почти в полтора раза больше того, что они выдают сегодня). СЭС будет иметь два канала преобразования энергии: традиционный, используемый для питания служебных систем, со средней мощностью 0,4 — 1 кВт, а также канал снабжения электрореактивных установок, по которому генерируемая солнечной батареей энергия сразу будет направляться на двигатели, избегая традиционных потерь. За счет всего этого, как считает Леонид Бурылов, новый космический «вояджер» сможет преспокойно перемещаться с одной орбиты на другую.

– Создание модуля, – говорит разработчик, – помимо обеспечения эффективных транспортных операций, по сути, рождает абсолютно новую концепцию высокоэнергетической платформы служебных систем. Она сможет менять целевые модули непосредственно в космическом пространстве, осуществлять стыковку, перевод на различные орбиты, обеспечивать функционирование исследовательских аппаратов в течение заданного срока и выводить их с орбиты по окончании срока действия. Это позволит совершить качественный прорыв в снижении стоимости и сроков отработки экспериментальной аппаратуры, модернизации космических комплексов и систем». Срок жизни МАТЭМ – 10 лет. По крайней мере, столько ему отводит Бурылов.


Проект, как говорят специалисты, весьма интересен и не зря занял на конкурсе первое место. Как сказал «Итогам» председатель оргкомитета конкурса, декан аэрокосмического факультета МАИ, профессор, член корреспондент РАН Олег Алифанов, «проект Бурылова максимально ориентирован на использование существующих технологий и аппаратуры, однако есть ряд критических моментов, мешающих его реализации. И потому пока предложение молодого ученого выглядит фантастически».

Действительно, расчеты Леонида Бурылова исключительно теоретические, и неизвестно, сможет ли установка действовать так же и на практике. Слишком уж необычен подход к вопросу энергоснабжения космического буксира. Нет также ясности с выбором композиционного материала для постройки долговечного буксира. Но в целом специалисты считают, что у проекта есть будущее. По мнению Дмитрия Пайсона, директора аналитического центра «Аэрокосмос», идея молодого питерского ученого вполне разумна: «До сих пор предложенные им технологии в российской космической промышленности не использовались. В свое время существовал, правда, похожий проект челнока «Паром». Но он был ориентирован исключительно на грузоперевозки. А буксир МАТЭМ — проект многофункциональный».

В истории науки и техники предостаточно случаев, когда казавшееся еще вчера фантастичным очень быстро становилось неотъемлемой частью реальной жизни. Вполне возможно, что такая же судьба ждет и разработку молодого питерского ученого. И в космосе будет курсировать орбитальное такси. Пусть хоть через 50 лет или 100. По космическим меркам это не срок.

http://www.itogi.ru/Paper2008.nsf/Article/Itogi_2008_07_28_02_0842.html