company_banner

Northrop Grumman запустила на орбиту уже вторую сервисную станцию, которая оживляет спутники связи без топлива


    Космическая индустрия продолжает развиваться, это касается не только пусков ракет, о чем мы недавно писали, но и спутников, включая спутники связи. Впереди планеты всей компания Northrop Grumman со своими роботизированными сервисными станциями MEV.

    Эти станции способны стыковаться на орбите со старыми спутниками, продлевая их срок жизни. Соответственно, владельцы/операторы спутников получают возможность не «хоронить» аппараты после того, как у тех заканчивается топливо, а, доплатив за услуги партнера, эксплуатировать систему еще около пяти лет. О том, как это происходит, — под катом.

    В чем проблема со спутниками?



    У них ограниченный запас топлива для совершения маневров. Например, для коррекции орбиты либо в штатном режиме, либо экстренно, если обнаружилась опасность столкновения с каким-либо объектом.

    Когда объем оставшегося топлива спутника приближается к расчетному лимиту, его необходимо отправить на специальное космическое “кладбище”. То есть на определенную орбиту, где отработавшие свое аппараты остаются навечно, не представляя опасности для «живых» и рабочих систем.

    Большинство спутников, которые отправляются на космическое кладбище, вполне функциональны и могли бы работать еще много лет. Но выхода обычно нет: топливо заканчивается, а космических орбитальных АЗС пока нет.

    Решение от Northrop Grumman


    АЗС нет, но зато появились сервисные станции с автономным запасом топлива, которые способны передвигать спутники с орбиты на орбиту. Это относительно новое решение от Northrop Grumman, которая впервые опробовала его в прошлом году.

    Станция не одноразовая, как можно было подумать. Ее срок службы составляет около 15 лет. То есть после того, как основной спутник уже не может использоваться, хотя бы в силу морального устаревания, станция отстыковывается и перебирается к другому «клиенту».

    MEV-1

    25 февраля 2020 года на околоземной орбите сервисная станция MEV-1 впервые состыковалась с телекоммуникационным спутником Intelsat 901. Она оснащена электрическими движками, специально спроектированным механическим захватом и визуальной системой наблюдения для корректировки стыковки. У станции есть и запас топлива для того, чтобы выполнять маневры — автономно или вместе со спутником, который нужно «возродить».


    MEV-1 состыковалась с отработавшим свой срок космическим аппаратом Intelsat 901 как раз на «кладбище». Он работал с 2001 по 2016 годы. Получается, спустя пять лет он вновь вернулся к работе и компания сможет эксплуатировать его еще пять лет. После завершения этого срока MEV-1 снова отбуксирует спутник на вечный покой.


    MEV-2

    Вторая станция была запущена из космодрома Куру во Французской Гвиане в августе 2020 года. На то, чтобы подняться до расчетной орбиты, у MEV-2 ушло полгода. Ее основной целью был 17-летний спутник связи IS-10-02. На тот момент он находился на геостационарной орбите. Как и у предыдущего «пациента», у него закончилось топливо, необходимое для совершения маневров. Если бы не станция, его тоже пришлось бы отправить на космическое кладбище.

    12 марта 2021 года станция начала стыковочный процесс с IS-10-02. Это довольно долго, ведь нужно не только выполнить сложную стыковку, но и проверить работу систем. По словам одного из представителей проекта, все прошло хорошо, и теперь спутник связи сможет проработать еще около 5 лет, прежде чем его выведут из эксплуатации.


    Стоимость изготовления и запуска сервисной станции пока что неизвестна, но, похоже, она вполне устраивает клиентов компании. Во всяком случае, вице-президент Intelsat заявил о том, что контракт с Northrop — это win-win.


    Как и MEV-1, вторая станция после завершения пятилетнего периода работы со своим спутником выведет его на внешнюю орбиту, отстыкуется и отправится к новому «пациенту».

    Что дальше?



    Сейчас компания Northrop разрабатывает усовершенствованную версию спутниковой сервисной станции, которая получила название Mission Robotic Vehicle (MRV). По сравнению с MEV, MRV гораздо более продвинутая система. Она будет устанавливать на спутниках «модули первой помощи», которые станут выполнять те же задачи, что и MEV. Каждый MRV сможет нести на себе 6 модулей, так что один запуск MRV — это 6 возвращенных к жизни спутников, спасенных от забвения.

    Selectel
    IT-инфраструктура для бизнеса

    Комментарии 59

      +3

      Очень интересны были бы подробности экономики новой версии робота. Как просто найти группировку спутников, каждому из которых требуется движок для поднятия орбиты? Если такой группы нет, сколько стоит роботу прошвырнуться по орбитам чтобы рассадить модули по спутникам, каждый из которых очень далеко от других?

        +5
        Стандартный сценарий — геостационарные спутники. Хотя на коротких отрезках времени спутник на ГСО можно считать неподвижным относительно земной поверхности, притяжение Солнца, Луны и планет а так же неоднородности гравитационного поля Земли постепенно меняют его орбиту. Это влияние достаточно предсказуемо, и парируется двигателями спутника, а срок его активного существования ограничен именно запасами топлива. Когда запас топлива подходит к концу оператор обязан перевести спутник повыше, на орбиту захоронения. А сервисная станция из статьи может состыковаться с таким спутником и вернуть его в точку стояния еще на несколько лет подменяя собой его двигательную установку, после чего «положить обратно» на орбиту захоронения.
          +1
          Экономической составляющей может и не быть, если это военные свои технологии так обкатывают)
          +1
          Не очень понятно, станция обслуживает только спутники на орбитах определенного наклонения? А вообще сногсшибательно, конечно, заправка спутников.
            +12

            Ну не заправка, скорее буксир. Текущие два буксира к конкретным спутникам запускались и цеплялись. Будущие рассадники нескольких буксиров наверняка тоже с прицелом на конкретный набор спутников будут выводиться.

              0
              Да, буксировка, сорри. Интересно, заправка в планах или нет смысла? Вероятно, «пациенты» просто настолько стары, что проще управлять современным аппаратом.
                +1
                Возможность дозаправки должна быть предусмотрена заранее, сверлить на орбите баки с остатками паров топлива то ещё развлечение.
                Далее, у разных спутников разные виды «топлива» (ксенон, гидразин, гелий для наддува).
                Электроракетным двигателям нужно, ну, электричество, а и панели, и батареи имеют привычку деградировать со временем. Эти пепяки прилетают со своими, новенькими панелями и батарейками.
                Наконец, ресурс двигателей спутников конечно большой, типа 50000 включений, но всё-таки не бесконечный.
                  0
                  Ещё и половина гироскопов не работает, так что идея во внешнем модуле контроля положения/перемещения имеет большее право на жизнь(особенно для дорогих спутников связи), чем их заправка.
                0

                Именно. Я, увидев статью, знатно охренел. Неуж-то они проковыряли дырдочк уи вдули топливо в неприспособленный для этого аппарат. Вот это был бы киберпанк.

              +1

              image

                0

                Учитывая, что это эмблема добровольной организации, которая помогает в игре Elite:Dangerous пилотам, заправляя их космические корабли топливом, если они случайно не рассчитали и застряли с пустыми баками в космосе. Было бы иронично что-то похожее использовать для подобных реальных миссий.

                –5
                т.е. через 15 лет на кладбище будет не 2-3 спутника, а на 1 больше.
                Почему спутники не утилизируют сжигая в атмосфере?
                  +12
                  Что бы свести спутник с геостационарной орбиты в атмосферу нужно очень много топлива, настолько, что это становится совершенно непрактичным. Просто для сравнения — типичный спутник несет запас топлива, достаточный для поддержания орбиты в течение 10-15 лет, а количества топлива, требуемого для сведения с орбиты ему хватило бы лет на 30.
                    0

                    Спасибо, интересная информация. Мне казалось, что достаточно одного импульса перпендикулярно орбите (какой-нибудь твердотопливный небольшой ускоритель, например или остатки газа для маневров) и спутник начнёт траекторию снижения, дойдёт рано или поздно до влияния атмосферы и процесс ускорится, с последующим сгоранием. Оставлять спутники на орбите (и засорять ее) казалось контринтуитивным действием. Однако вот… Можно где-нибудь прочитать поподробнее про это?

                      +7

                      Зачем читать, поиграйте в Kerbal Space Program. Понимание орбитальной механики появится на интуитивном уровне.

                        +3
                        Вы просто не представляете, насколько заблуждаетесь. В физике есть такое понятие как Δv орбитального маневра. Оно прямо пропорционально связано с массой топлива для осуществления маневра. Для маневра перехода с геостационарной орбиты на низкую околоземную Δv такое же, как для маневра подъема с НОО до ГСО.
                        Такое положение дел может быть контринтуиивным с точки зрения обывателя, но совершенно понятное с точки зрения человека, знакомого с физикой.
                        ps: KSP — это просто мастхэв для любого человека, который хоть краешком интересуется космосом.
                          +1
                          Для маневра перехода с геостационарной орбиты на низкую околоземную Δv такое же, как для маневра подъема с НОО до ГСО.

                          Все-таки меньше: во-первых, если мы сводим спутник с орбиты на Землю, то нам не нужно тормозить двигателем на НОО, а тормозить будем сразу атмосферой, так что из 2х маневров (подъем на геопереходную + переход с эллиптической на круговую орбиту) повторить в обратную сторону надо только второй. Во-вторых, Δv то же самое но спутник уже стал легче и поэтому топлива уйдет меньше. Но да, все равно это слишком много для спутника
                            0
                            Спутники связи тяжёлые и имеют шансы долететь до поверхности крупными кусками, а по опыту KSP место падения/посадки куда сложнее рассчитать с эллиптической орбиты, т.к. запасённая энергия больше и погрешности соотв. тоже.
                      +1
                      Низкоорбитальные сжигают в атмосфере
                        0
                        Скорее они сами сходят с орбиты, после того как её перестают поддерживать.
                      0
                      Как осуществляется поиск и сближение, в общем понятно, сто раз на пилотируемых наблюдали. А вот процесс непосредственно стыковки и скрепления совершенно непрозрачен. Как я понял, на «буксире» есть для этого какие-то устройства, а на «цели» нет ничего. Что это за устройства — нечто наподобие шаттловской руки-манипулятора? И «цель» она хватает за что попало?
                        +18
                        Там штырь, который входит в сопло маршевого двигателя спутника. Это позволяет убить сразу двух зайцев — во первых сопло и камера сгорания прочные, а во вторых ось направления двигателя проходит через центр масс спутника так что у связки нет проблем с закручивающими моментами.
                          +3
                          Там штырь, который входит в сопло маршевого двигателя спутника.
                          Причем судя по всему, анкерный штырь вгоняется довольно крепко, и его извлечение не предполагается (по крайней мере на нынешнем этапе), поэтому повторная замена буксира не предусмотрена, так что
                          … После завершения этого срока MEV-1 снова отбуксирует спутник на вечный покой.
                          уже навсегда
                            +2
                            Вообще-то последняя фраза как описания принципа действия в статье, так и в ролике от производителя говорит об обратном:
                            Как и MEV-1, вторая станция после завершения пятилетнего периода работы со своим спутником выведет его на внешнюю орбиту, отстыкуется и отправится к новому «пациенту».
                              0
                              Никто не мешает к буксиру прицепить сзади еще один буксир, и так до бесконечности. Разве что больше масса суммарного аппарата станет.
                              –6
                              Ждём реакцию фем сообщаства, с жалобами на мужское доминирование.
                              0

                              На цели есть, как минимум, что-то, за что она была прикреплена к разгонному блоку.

                              +2
                              Это очень круто. И вполне логично.

                              Пофантазируем — на нужных орбитах вместо роя спутников — орбитальные площадки, на которые подобные сервисные станции привозят и крепят полезную нагрузку — модули, добавляют импульс, поднимают орбиту, а ненужные, выработавшиеся или устаревшие модули увозит на МКС, чтобы отправить на землю. Или космонавтам поручить проводить апгрейд прямо на МКС. Пусть полезным делом занимаются ))

                                0
                                Даешь орбитальные площадки-контейнеровозы для кубсатов-контейнеров со своими двигателями, панелями и ориентацией. Просто запускаешь стандартный модуль, его отвозят на одну из платформ нужной высоты и наклонения, крепят, подключают к стандартным связи и питанию, он там работает, потом снимают и выкидывают. Даешь контейнеризацию в космосе!
                                  +2
                                  Ну в общем на «Науке», если долетит, примерно так и будет. Половина модуля предназначена для крепления всякого барахла снаружи.
                                  0
                                  МКС сильно ниже летает. Никакого топлива не напасешься туда-сюда таскать)
                                  +1
                                  Сделали бы тогда на спутнике заправочную приёмную горловину, тогда бы можно было сделать летающую заправочную станцию.
                                    0
                                    Оно денег стоит, что-то там весит, плюс является точкой отказа (что там будет с герметичным электровентилем через 15 лет?). Нафиг-нафиг.
                                    Тем более нужно не только топливо заливать, но и батарейки менять.
                                      0
                                      планировалась именно «горловина» — точнее, штуцер, с шариковым клапаном. без электровентиля.
                                      сейчас сходу не нашел, но лет 5 назад видел красивую презентацию.
                                      более того, планировалось не только оснащать такими «горловинами-штуцерами» новые спутники, но и «вворачивать штуцеры» в существующие (одна рабочая головка сверлит отверстие в пробке, вторая головка вворачивает штуцер с хитрой системой самоуплотнения. Дальше — заправка уже, хм, «штатно» ). правда, не знаю, насколько продвинулись от концепта…
                                        0
                                        Ну так не факт, что шарик не прикипит в вакууме за десятки лет.
                                        Да и вообще много чего может сломаться.
                                          0
                                          Там помимо заправки нужно будет заменить гироскопы, батареи, солн. панели желательно. Предусмотреть на спутнике штуцер, что то сделать с механизмом поддержания давления топлива(обычно это мембрана и гелий, т.е. нужно стравить лишний из под мембраны и накачать новый в его бак) Так что идея не особо жизнеспособна.
                                        0
                                        ого! В баках есть ещё система подпора топлива, и не факт, что она умеет работать в обе стороны. Скажем, если это подпор гелием через мембрану, то при отжимании мембраны гелий с той стороны нужно куда-то деть (ещё один штуцер?). И гелиевый бак не забыть дозаправить.
                                        и ещё нужно, чтобы мозги станции поняли, что топлива теперь дофига, потому что система работает, конечно, не по отсечке «баки пустые».
                                          0
                                          15 лет назад про дозаправку не думали.
                                          +2
                                          У меня два соображения:
                                          1. Нортпор может запустить космобочку на геостационар с грузом криптона, например для заправки ионных двигателей своих космо-буксиров — и продлять, таким нехитрым образом, срок службы старых спутников, уводить мертвых на захоронение и тд.
                                          2. Телевизионное вещание, как таковое, неизбежно уходит в интернет. Стоит ли в долгосрочной перспективе морочиться с геостационарными «автобусами»? Сугубо економический вопрос трансформации потребителей и провайдеров услуги.
                                          Я для себя, уже весьма давно, ТВ похоронил впринципе. Нечего там смотреть. Вообще.
                                            0
                                            Геостационарные спутники — это не только телевидение, но и интернет. Так что никуда они не денутся.
                                              0
                                              Безусловно есть отдельные случаи где дорогой и тормознутый интернет еще нужен. Вы полагаете спрос на такую услугу продлится достаточно долго?
                                                0
                                                Ну быстрого и дешёвого космического интернета пока вроде как нет, и никто не обещает.
                                                  0
                                                  Ну быстрый вообще-то обещают, но не всем :),
                                                  а вопрос относительной цены — штука сама по себе комплексная, и что будет в конечном итоге пока не ясно.
                                                  К примеру, сейчас цены на спутниковый инет у локальных провайдеров — 20$ за канал 2/1 мбит, или около того,
                                                  дорого или дешево тогда будет 100-1000 мегабит за сто баксов?
                                                    0
                                                    Да, он и нужен потому что альтернативы просто нет. Его вводу даже проводные провайдеры активно сопротивляются, а уж медленный и дорогой геостационар он просто уничтожит. Я пользовался(асимметричным) в своё время, и меня сильно раздражала пауза в несколько секунд на любое действие и только по тому что проводной нельзя было подключить, а мобильный трафик стоил не прилично дорого.
                                              0
                                              в первую очередь это отработка технологий автоматического обслуживания.
                                              Пока буксировка.
                                              Потом дозаправка.
                                              Потом ремонт.
                                              Потом апгрейд.
                                                +1
                                                Да, я понимаю.
                                                Для меня сомнительна долгосрочная ценность таких технологий, ибо рынок услуг в текущем его виде неминуемо коллапсирует. (сугубо мое очень важное мнение конечно :)
                                                0
                                                Кроме коммерческих спутников, есть ещё научные. Даже если интернет и телевидение на ГСО исчезнут полностью, телескопы всякие останутся. Возможность продлевать им срок службы вполне стоит того, чтобы разрабатывать такие технологии. Хаббл один раз (или не один) подзаправляли с Шаттла.
                                                  0
                                                  Давайте перечислим что стоит чинить/заправлять на высоких орбитах в автоматическом или полуавтоматическом режиме кроме ретрансляторов на ГСО:
                                                  т.Хаббл — имхо на ладан дышит всётаки возраст, и шаттлов уже нет, и без живого ремонтника там не обойтись,
                                                  т.Вебба — (если запустят без проблем — скрестил пальцы) то теоретически его можно было бы заправить… чинить никак не выйдет далека его орбита слишком.
                                                  ст.ЛунарГетавей — отдельная штука
                                                  военные на ГСО — тут два противоположных желания — 1) чтобы наш шпионский спутник проработал как можно дольше — и 2) чтобы по истечению гарантийного срока давали денег на новый лучший спутник (а если старый работает, то на новый могут и не дать)
                                                  любая мелочевка вроде научных спутников не нуждается в заправках, денег на ето никто не даст, дадут скорее на новый лучший чем на старый.
                                                  а вот в качестве мусорщиков — да, ета технология весьма перспективна, осталось найти кто будет за ето платить…
                                                    0
                                                    Ну, телескопы не только на ГСО летают. Есть Спектр, строится LISA. Все они, на сколько я понимаю, строятся руками в единственном экземпляре и имеют цены сравнимые лишь с высотами их орбит. Выбрасывать их только потому, что закончилось топливо — обидно и расточительно.
                                                      0
                                                      Давайте посмотрим зачем вообще спутникам топливо? — для коррекции орбиты, смены орбиты, для маневрирования вокруг своей оси.
                                                      1) на ГСО спутники вынуждены постоянно корректировать свою орбиту вследствие гравитационных возмущений от Луны, Солнца, Земли. суммарно дельта-v примерно 50 м/с в год
                                                      2) сменой орбит занимаются военные спутники — чтобы прятаться от «потенциальных друзей»
                                                      3) маневры по оси выполняют телескопы для наведения на цель исследования
                                                      Если оценивать «на глазок» то наиболее затратно по топливу — смена орбиты, потом коррекция на ГСО, и наименее затратно осевое вращение.
                                                      Хаббл мне конечно жаль, но вечно его заправлять и чинить невозможно, а телескопы помелче (как мне кажется) успеют устареть морально быстрее чем кончатся их запасы
                                                      0
                                                      Для ИК диапазона ещё есть заправка жидким гелием как источником холода. ИК-матрица должна быть холодной, иначе её собственное тепловое излучение забьёт весь сигнал. Объектива и внутреннего отсека камеры это тоже касается.
                                                      А это не только телескопы, которых раз-два-всё, но и спутники предупреждения о ракетном нападении, которых нужно минимум 6 одновременно рабочих. И вот тут уже появляется какая-никакая серийность.
                                                    0
                                                    Там достаточно много применений, не только тв, но и прочая связь, вплоть до радиолюбительской (QO-100)
                                                      0
                                                      Ктото кроме ТВ готов платить за процедуру тех.обслуживания?
                                                        0
                                                        Вывод любого спутника это миллионы долларов. Почему только ТВ готово потратиться на продление жизни спутников на которые потрачены миллионы, а другие — не готовы?
                                                        Ну а кроме того «ТВ» не запускает спутники, ТВ арендует частотные полосы на транспондерах спутников принадлежащих спутниковым операторам. А спутниковому оператору неважно что вы там в пределах своей полосы передаете, хоть тв, хоть голос, хоть телеметрию.
                                                          0
                                                          У военных секретность, у научников оборудование устаревает и деградирует.
                                                          Так кому ещё? Даже спутниковые операторы(те что на геостационаре) в ближайшей перспективе имеют шансы вымереть, т.к. ТВ стремительно теряет популярность, а их интернет имеет слишком медленный пинг, низкую скорость и большую цену по сравнению со Старлинком.
                                                    +2

                                                    Почему-то представил себе робота Фёдора, неловкими взмахами телеуправляемых рук отмахивающегося от настырного MEV-1… Какая могла бы быть история!

                                                      0
                                                      Почему могла быть? Будет! Ибо Northrop Grumman — один из столпов американского ВПК и вероятнее всего сервисные станции являются площадкой для обкатки технологий по захвату вражеских спутников. Т. к. за всеми спутниками следят сразу все, то просто потаскать по орбите заброшенный аппарат не получится, а в данном варианте ещё и денежку платят.
                                                        0
                                                        обкатки технологий по захвату вражеских спутников

                                                        Это уже обкатывается сейчас, гуглить спутник-инспектор. Китай впереди планеты всей. Но в роли инспектируемых выступают собственные выведенные из эксплуатации спутники, а не чьи-то и тем более не действующие.

                                                          0
                                                          Мне думается что это разные весовые категории спутников. И разные методы взаимодействия. Одно дело столкнуть аппарат с орбиты, неважно каким путём. И другое — утащить ценный КА, поддерживать его работу продолжительное время. Необязательно вражеский.
                                                          Возможно — это продукт конверсии военных технологий, значит NG уже допиливает эти технологии.

                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                    Самое читаемое