1196 1

НАСА создает миссию, которая будет заправлять и ремонтировать спутники на орбите

НАСА планирует миссию по демонстрации возможности ремонта и модернизации спутников на околоземной орбите. Миссия под названием OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing-1) предусматривает отправку космического корабля, оснащенного роботизированными руками и всеми необходимыми инструментами и оборудованием для ремонта, дозаправки или продления срока службы спутников, даже если эти спутники не были предназначены для обслуживания на орбите.

Первый испытательный полет OSAM-1 запланирован не ранее 2026 года, он отправится на низкую околоземную орбиту для встречи, захвата и стыковки со спутником наблюдения Земли Landsat 7, который находится на орбите с 1999 года. В ходе полета будет проведено первое в своем роде демонстрационное испытание по дозаправке, а затем спутник будет переведен на новую орбиту. Хотя некоторые части миссии являются автономными, люди-операторы будут выполнять большую часть процедур и маневров дистанционно с Земли.

В НАСА говорят, что ремонт спутников - вместо того, чтобы просто позволить отслужившим свое космическим аппаратам дрейфовать на околоземной орбите - помогает уменьшить количество космического мусора и создать более устойчивое будущее для освоения космоса. Кроме того, испытательный полет позволит оценить орбитальную роботизированную сборку и производство, которые многие считают технологией, необходимой для будущего, например, для обслуживания во время длительных полетов человека в Солнечной системе, а также для строительства и поддержания структур на орбите Луны или Марса.

Первоначальная идея создания космического аппарата для обслуживания спутников принадлежит известному инженеру НАСА Фрэнку Чеполлине, который в прошлом занимался ремонтом космических аппаратов на орбите. Он возглавлял группы, отвечавшие за планирование и организацию пяти миссий по обслуживанию космического телескопа "Хаббл". Он помог разработать специализированные инструменты и процедуры, которые астронавты должны были использовать для успешного ремонта и модернизации "Хаббла", что позволило сохранить работоспособность телескопа на годы дольше, чем планировалось, и установить более совершенные приборы и технологии в каждой последующей миссии. Он также руководил группами, которые разрабатывали методы ремонта других спутников в начале эры космических челноков.

"Для меня поразительно, что мы просто выбрасываем спутники на орбите", - сказал мне Чеполлина в 2016 году, когда я осматривал Центр роботизированных операций, который тогда назывался Управлением по обслуживанию спутников в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. "Казалось, мы должны найти способ чинить эти спутники по экономическим причинам и ради научной выгоды, которую мы могли бы извлечь. Я хотел найти способ чинить и модернизировать спутники".

Чеполлина, которому сейчас 85 лет, только недавно ушел на пенсию из НАСА, но он обучал несколько поколений инженеров, никогда не отказываясь от своей мечты о ремонте спутников. После нескольких предложений об обслуживающих миссиях эта концепция была официально признана как миссия и получила бюджет НАСА. Но предстоит еще много работы, чтобы быть готовым к запуску к 2026 году.

"Когда вы делаете что-то впервые, есть много новых технологий и процедур, и вы неизбежно сталкиваетесь с препятствиями и неудачами, и мы ничем не отличаемся от других", - сказал Росс Генри, руководитель обслуживающей полезной нагрузки OSAM-1. "Мы имеем дело с несколькими новыми системами, такими как новая лидарная система (Light Detection and Ranging), уникальная система передачи топлива и два роботизированных манипулятора [один из них является резервным], которые могут использовать одиннадцать уникальных инструментов и адаптеров, каждый из которых имеет конкретную цель в рамках миссии".

Основной целью первого испытательного полета OSAM-1 будет дозаправка Landsat 7, который находится на высоте около 705 км над Землей. Но поскольку Landsat 7, как и многие другие спутники, никогда не предназначался для обслуживания, космический корабль OSAM-1 не сможет просто остановиться рядом с ним и подсоединить топливный шланг.

Сначала OSAM-1 должен подойти достаточно близко, чтобы одна из рук робота смогла поймать Landsat 7, а затем выполнить стыковочные маневры, используя оригинальный стыковочный зажим или кольцо Мармана на спутнике.

"Затем нам предстоит проделать большую работу, чтобы получить доступ к месту заправки топливом", - пояснил Генри. "Удаленные операторы OSAM-1 должны будут разрезать многослойное изоляционное термоодеяло и сдвинуть его с места, чтобы открыть заправочные/сливные клапаны. Но когда они были закрыты перед запуском, эти клапаны были закрыты стопорными проводами, поэтому нам придется войти в них с помощью специальных ножниц и перерезать их. Кроме того, есть предохранительные колпачки, которые мы удалим".

OSAM-1 будет нести 122 кг топлива, и планируется переместить 115 кг топлива на Landsat 7 с помощью роботизированной руки и системы выдвижных шлангов.

Разумеется, все это происходит, пока оба космических аппарата движутся со скоростью около 26 500 км/ч. OSAM-1 имеет шесть камер для операций встречи и сближения для использования во время сближения с Landsat 7. Еще двадцать одна камера является частью специализированной системы датчиков зрения, чтобы телеоператоры могли видеть операции со всех сторон, а прожекторы обеспечивают освещение для продолжения работы даже во время орбитальной ночи, которая случается примерно каждые 50 минут. Орбитальный период Landsat 7 составляет 99 минут.

Центр роботизированных операций Годдарда включает в себя специализированный испытательный стенд с черными, занавешенными стенами, так что при выключенном освещении имитируется полная темнота космоса. Это позволяет проводить тренировки с полным погружением, используя полномасштабные макеты Landsat 7 и OSAM-1.

Номинальная научная миссия Landsat 7 завершилась 6 апреля 2022 года, а его основной научный инструмент, усовершенствованный тематический картограф плюс (ETM+), был переведен в режим ожидания. Однако за двадцать два года работы спутник предоставил значительный объем данных для управления и оценки почвенно-растительного покрова, изучения глобальных изменений и картографирования.

Миссия OSAM-1 после завершения обслуживания и дозаправки планируется его свод с орбиты и сгорание в атмосфере Земли.

"При этом мы признаем, что летаем на очень способном аппарате с запасом топлива, - сказал Генри, - поэтому многие хотели бы, чтобы мы выполнили последующую миссию, пока находимся на орбите. Но на данный момент ничего не объявлено и не профинансировано".

Генри сказал, что для него большая честь и радость возглавить работу по осуществлению мечты Фрэнка Чеполлины - иметь на орбите настоящий "эвакуатор" для обслуживания спутников. У Чеполлины есть и другая мечта - чтобы множество таких спутников, похожих на эвакуаторы, могли строить в космосе не только жилища, но и большие космические телескопы, способные, например, напрямую снимать далекие экзопланеты.

"То, что мы демонстрируем закладывает основу для будущих достижений в поиске внеземной жизни и, надеюсь, колонизации Солнечной системы", - сказал Генри. "Спустя десятилетия, я думаю, вы сможете оценить, что OSAM-1 будет первой миссией США, которая продемонстрировала эти возможности на орбите".

(Добавил: AndromedO)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен