Журнал «Компьютерра» № 15 от 17 апреля 2007 года - Компьютерра - Страница 16

И здесь космические баллистики блеснули смекалкой. Методом «мозгового штурма» им удалось установить, что на номинальной траектории движения к Луне в пределах «пучка» траекторий, обусловленных наличием погрешностей, существует точка, в которой направление на центр Луны (вертикальное направление) совпадает с направлением скорости на участке торможения у Луны. Следовательно, если найти положение этой точки и «запомнить» относительно абсолютного пространства направление из этой точки на центр Луны, то независимо от того, как будет дальше двигаться объект, включение тормозного двигателя, выставленного по «запомненному» направлению, обеспечит вертикальную посадку. Но самое главное, что за счет использования приборов, которые имелись на борту аппарата, баллистики нашли способ отыскания такой точки без увеличения веса объекта. Весь этот процесс подготовки торможения у Луны получил название «момент фиксации лунной вертикали».

А. В. Брыков

Малые мира сего

Автор: Овчинников, Михаил

Когда говорят о малых спутниках, то первым признаком обычно называется их масса как наиболее близко ассоциируемая с понятием «малый». Приводятся массы от тонны (сравните с массой Международной космической станции, и станет понятна «малость» такого аппарата) до десятков граммов (действительно, в привычном понимании это «мало»). Следующий параметр, пожалуй, — размер аппарата. Здесь срабатывает ассоциация «поднятой руки» (помните, «метр с кепкой»?): что ниже меня — то «малый». Или уж совсем «маленький» — то, что помещается в руке, в кармане (помнится, однажды получил письмо от иностранного отправителя, где в адресе по-русски было написано «Руководителю отдела маленьких спутников», — было немного смешно, но это отражало понимание далеких от космической техники людей того, чем мы занимаемся). Остальные внешне не видимые признаки являются уже предметом профессионального интереса.

ОБ АВТОРЕ

Михаил Юрьевич Овчинников, заведующий сектором в Институте прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры теоретической механики и кафедры прикладной математики МФТИ. Принимал участие в ряде проектов малых спутников, в том числе Искра-5, МАК-А, Старт-1, СПС-Спутник, УМКП-1, Munin, REFLECTOR, ТНС-0, ТНС-1.

Так что же такое «малый спутник»? Существуют ли признаки, по которым малые спутники отличаются от действительно больших спутников и которые выходят из плоскости размер-масса? Можно ли дать строгое определение этому понятию? Попробуем проследить генезис этого названия и определимся с терминами и понятиями.

Сейчас уже не узнаешь, кто впервые использовал это слово как термин, классифицирующий новый класс космических аппаратов. В 1990 году известная европейская фирма Arianespace, разработчик и производитель ракет-носителей Ariane, предложила платформу под названием ASAP (Ariane Structure for Auxiliare Payloads) в виде большой шайбы диаметром 2,9 м, размещаемой между последней третьей ступенью ракеты Ariane-4 и выводимым ею основным космическим аппаратом. На платформе были размещены шесть спутников гораздо меньшего размера по сравнению с основным аппаратом.

Тогда же Arianespace предложила условную классификацию спутников по массе (см. таблицу 1). Попытки понять или ввести какие-то соответствия или ассоциации кроме того, что micro, nano и pico последовательно отстоят друг от друга на три порядка, не приводят к успеху. Однако использование этой классификации в качестве некоторого общепринятого критерия удобно.

Кстати, по этому формальному признаку первый советский искусственный спутник Земли (выведен на орбиту 4 октября 1957 года) массой 83 кг принадлежит классу микроспутников, а первый американский спутник Explorer-1 (выведен на орбиту 1 февраля 1958 года) массой 8,3 кг попадает в класс наноспутников. Следующий американский спутник Vanguard-1 (17 марта 1958 года) массой 1,5 кг вообще приблизился к классу пикоспутников. Иногда малыми спутниками называют все упомянутое множество аппаратов, а микроспутниками — все спутники с массой менее ста килограммов. Пикоспутники, в свою очередь, могут подразделяться на еще более мелкие классы. В общем, будем считать, что первая формальная классификация введена.

Что же еще такого особенного в малых спутниках? Оказывается, не малые размеры и массу привнес термин «малые спутники». Точнее, не только размеры и массу, а иной подход к разработке и использованию. Например, ответьте, что выгоднее — делать дорогой универсальный спутник, который уж если выведен на орбиту, то должен в течение долгого времени решать возложенные на него задачи, — или же относительно быстро разработать, изготовить и запустить несколько сравнительно недорогих аппаратов, чтобы, как это ни кощунственно звучит, в случае поломки одного из них вывести на орбиту следующий аппарат? Особенно если принять во внимание, что электронная элементная база развивается столь стремительно, что быстродействие бортового компьютера через год-два может возрасти на порядок, а разрешение электронных камер позволит делать снимки значительно более высокого качества, чем прежде.

ИЗВОЗ

С космодрома Куру во Французской Гвиане 22 января 1990 г. попутно с основным спутником SPOT-2 (масса 1870 кг) ракета-носитель Ariane-4 (V35) вывела на солнечно-синхронную почти круговую орбиту высотой около 790 км и наклонением 98,6° шесть малых спутников: радиолюбительские американские PACSAT и Webersat, аргентинский Lusat и бразильский Microsat-2 (каждый массой по 12 кг), а также английские UoSat-3 и Uosat-4 (по 48 кг). После отделения основного спутника и отхода его на безопасное расстояние малые спутники отделяются в заданной последовательности с помощью пружинных толкателей. Дальнейшую хронологию использования платформы ASAP для вывода малых спутников можно посмотреть, например, здесь.

А снизить стоимость вывода на орбиту можно, используя легкие носители, например конверсионные. В 90-х годах прошлого столетия конверсионные ракеты рассматривались как радикальный способ снижения стоимости вывода на орбиту малых спутников [M. Yu. Ovchinnikov, Russian Launch Opportunities for Small Satellites, Acta Astronautica, March 1998, V.43, Issue 11-12, pp.623-629]. Особенно этот вопрос муссировался в связи с необходимостью уничтожениямножества баллистических ракет по советско-американскому Соглашению о сокращении ядерного оружия и средств его доставки.

Здесь следует вспомнить отечественные, стартующие с подводных лодок ракеты «Волна» и «Штиль» (переделанные из ракет морского базирования и приспособленные для вывода микроспутников соответственно на баллистическую траекторию и на орбиту вокруг Земли). Или, например, твердотопливные «Старт» и «Старт-1». Есть еще «Рокот» и «Стрела» (для старта с космодрома Свободный на Дальнем Востоке), ракеты «Космос» и «Днепр»… Несмотря на то что почти все из перечисленных носителей уже были использованы для запуска малых спутников, пожалуй, наиболее пригодной для этого оказалась ракета-носитель «Днепр», сделанная на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Сатана» [Такое «имя» ей дали американцы, видимо, из-за «полезной» нагрузки, состоящей из нескольких боевых блоков (головок) с термоядерной начинкой, обладающих возможностью индивидуального наведения и способностью маневрировать в атмосфере, что делало практически нерешаемой задачу их перехвата. Отечественное наименование этой ракеты Р-36 (модификации, еще стоящие на вооружении, — Р-36М2 и Р-36МУТТХ). — Ю.Р.] (SS-18). Предлагаемый фирмой «Космотрас» — провайдером услуг «Днепр» — сервис включает размещение и вывод на орбиту нескольких микроспутников, устанавливаемых на платформу типа ASAP, размещаемой на разгонной ступени ракеты.