Техника - молодёжи 2011-12, страница 14
Смелые проекты выгоды может дать наличие недорогого топлива па орбите? Операции по спасению спутников связи и/или их ремонту и дозаправке на геостационарной орбите - они сулят па порядок больший доход, ведь удельная стоимость спутников, как правило, превышает 100 тыс. долл/кг. Поэтому известные соглашения по дозаправке геостационарных спутников связи предполагают выгодной цену топлива в 280 тыс. долл/кг. По прогнозам1 на текущий период, ежегодный объём продаж геостационарных КА связи и передачи данных составит 11-11,5 млрд долл., а низкоорбитальных - 4-4,5 млрд долл. Дешёвое топливо па орбите даст возможность заправлять такие аппараты вместо того, чтобы выводить их из эксплуатации по исчерпании бортового запаса. Экономический эффект от этого может исчисляться цифрами, сопоставимыми с объёмами рынка продаж аппаратов. Но доставка ракетного топлива в орбитальные хранилища - отнюдь не единственное направление эксплуатации КАН. В других применениях его рентабельность может быть ещё более высокой. Рассмотрим, например, доставку веществ, необходимых для изготовления прямо на орбите одноразовой теплозащиты спускаемых летательных аппаратов, включая орбитальные ракетные ступени, которые традиционными способами в настоящее время пе могут быть возращены на Землю для повторного использования. Коконы, капсулы и экраны для возвращения последних ступеней РН могут быть «отштампованы» в орби- Изготовление теплозащитных экранов для последних ступеней орбитальных ракет-носителей. Фазы процесса: 1. Старт суборбитального грузового челнока. Высшая точка траектории соответствует высоте орбиты КАН в перигее (100-300 км). 2. Выброс из челнока груза в горизонтальном направлении со скоростью 40-80 м/с в виде линейной последовательности фрагментов вещества - трека. 3. Поглощение трека из фрагментов груза ловушкой КАН. 4. Возвращение суборбитального челнока: торможение в атмосфере и вертикальная посадка в зоне старта с использованием реактивных двигателей и/или других возможных средств посадки - парашюта, вертолётного ротора, крыльев. 5. Передача аккумулированного вещества в орбитальное хранилище. Передача осуществляется путём стыковки КАН с хранилищем либо при помощи вспомогательных межорбитальных буксиров. 6. Передача веществ, необходимых для изготовления теплозащитных материалов, в производственный блок орбитального комплекса. 7. Изготовление из накопленного на орбите сырья теплозащитных оболочек (капсул и экранов) и передача изделий на линию стыковки с объектами тальиои автоматической мастерской. Причём масса экрана может быть любой - ведь защищаемой им ступени пе надо вывозить его на орбиту. Очень низкая «орбитальная» цена сырья для экрана и высокая стоимость спасаемой ракеты делает выгодным такое узкоспециализированное применение КАН. Если же применяется эффузионпое охлаждение корпуса спускаемых аппаратов, как в немецком аппарате SHEFEX II, жидкостью, подаваемой через поры корпуса, то требуемый за- защиты - спускаемыми аппаратами космических кораблей, последними ступенями орбитальных ракет-носителей. 8. Старт двухступенчатой орбитальной ракеты-носителя. 9. Отделение многоразовых крылатых блоков первой ступени, возращение в зону старта и мягкая посадка. 10. Выход последней ступени ракеты-носителя на орбиту производственно-накопительного комплекса, сближение с ним, передача на станцию доставленных грузов, обмен экипажами и приём возвращаемых на Землю грузов. 11. Соединение орбитальной ракетной ступени и/или возвращаемого корабля с теплозащитными капсулами и экранами, дозаправка спускаемых аппаратов топливом для выдачи импульса схода с орбиты (тормозного импульса) и, в некоторых вариантах спуска (схемах возвращения), запасом топлива для посадки аппаратов на реактивной тяге. 12. Сход защищённой ступени, космического корабля с орбиты, торможение в атмосфере. 13. Сброс теплозащитных оболочек, раскрытие парашютов и приводнение. Возможна и вертикальная посадка орбитальной ступени с использованием тяги основного двигателя, для этого ступень дозаправляется в космосе топливом (5-10% от массы ступени) на основе высококипящих (не криогенных) компонентов. 4 # V 10 . ^ f it J* |
