Прыжок на «Апофис»

15 Ноя 2013

Федеральная космическая программа включает в себя целый ряд малых космических аппаратов – серии спутников МКА для фундаментальных космических исследований (ФКИ). Небольшие габариты позволяют выводить их на орбиту в качестве попутной нагрузки, во время запусков более крупных и тяжелых аппаратов.

Спутники МКА-ФКИ создаются на базе унифицированной платформы служебных систем, хотя задачи у каждого разные: они будут изучать космические лучи и солнечный ветер, солнечную активность, ионосферу Земли и гамма-всплески в космическом пространстве...

Среди энтузиастов – молодых учёных из НПО имени Лавочкина, Института космических исследований РАН, Института прикладной математики имени Келдыша, ЦНИИ Машиностроения и других предприятий космической отрасли – родилась идея отправить один из МКА до одного из астероидов, который то и дело проходит в опасной близости от Земли. Будущий спутник назвали МКА-ЭРДУ «Анапа».

МКА на ЭРД

«Мы хотели расширить программу МКА-ФКИ, рассмотреть возможность создания космического аппарата с маршевым электроракетным двигателем, но при этом остаться в пределах малых габаритов», – говорит Александр Шаханов, ведущий инженер НПО имени Лавочкина, руководитель группы разработчиков.

Многие технические решения спутника будут заимствованы от унифицированной платформы «Карат», которая используется для аппаратов МКА-ФКИ. Необходимой энергетикой спутник обеспечат обычные солнечные батареи. Зато его маршевая установка будет уникальной.

Это будет электрический ракетный двигатель (ЭРД), в котором электрическое поле превращает жидкий ксенон в поток ускоренных частиц. Такие двигатели не обладают огромной тягой химических реактивных двигателей, зато они исключительно компактны, экономичны и обладают огромным рабочим ресурсом. Всё это делает их почти идеальными для длительных перелётов на большие расстояния.

Неудивительно, что ЭРД часто используются для дальних межпланетных миссий, а также на околоземных спутниках – для поддержания их на заданной орбите и коррекции их ориентации. Однако ни в России, ни в СССР до сих пор не было дальних космических зондов, в которых в качестве маршевой двигательной установки применялся ЭРД. «Анапа» может стать первой – что, кстати, позволит отработать технологии перелётов с ЭРД на будущее.

Ведь именно ЭРД планируется использовать в тяжелом российском космическом аппарате «Интергелиозонд», который должен отправиться к Солнцу через несколько лет. В перспективе опыт, полученный при эксплуатации космических аппаратов с маршевым ЭРД может найти применение и на многих тяжелых связных аппаратах, которые запускаются на далекую геостационарную орбиту. Использование ЭРД в маршевом режиме позволит спутникам самостоятельно подняться с геопереходной орбиты до геостационарной, без помощи разгонных блоков.

Тот самый астероид

«Поначалу мы планировали отправку аппарата на орбиту Луны, и лишь позднее учёные посоветовали нам обратить внимание на малые тела. Луне в Федеральной космической программе и так уделяется достаточно внимания, туда будут отправлены научные миссии "Луна-Глоб" и "Луна-Ресурс". А вот астероиды с близкого расстояния до сих пор не изучал ни один отечественный аппарат», – поясняет Александр Шаханов.

По проекту миссии, зонд стартует в 2021 г. и направится к астероиду 2011 UK10. Исследовав его, он совершит гравитационный маневр у Земли и, в конце концов, встретится со своей главной целью – знаменитым астероидом 99942 «Апофис», который то и дело появляется в окрестностях нашей планеты – и на страницах СМИ.

В последний раз около Земли «Апофис» проходил в январе 2013 г., а следующие сближения должны состояться в 2029 и 2036 гг. Поначалу возможность столкновения этого куска камня весом почти 30 млрд. тонн с Землей напугала учёных, а за ними – и всех остальных. Но сегодня, после уточнения его траектории, такая вероятность практически исключена. Тем не менее, «Апофис» по-прежнему остается одним из главных ньюсмейкеров во всем космосе.

«Наши коллеги из ИКИ РАН предложили концепцию отклонения опасных астероидов с помощью других астероидов. Для этого подбирается подходящий "астероид-снаряд". И если в определенный момент слегка изменить траекторию такого "снаряда" (перевести его на траекторию гравитационного маневра у Земли), то, в конце концов, его путь пересечется с орбитой опасного астероида. Они столкнутся, и снаряд собьёт его с угрожающего нам направления

По расчетам, для "Апофиса" этим снарядом вполне мог бы стать 2011 UK10. Поэтому, хотя мы и не проводим такой операции, наш полёт должен стать ещё и отработкой этого подхода для защиты Земли. Просто мы отклоним с траектории не астероид, а сам наш аппарат, который по той же схеме полетит дальше к "Апофису".

После выхода аппарата на орбиту Апофиса научными приборами будет проведено его изучение, а по сеансам связи с Землёй – уточнение параметров его движения», – рассказывает собеседник.

400-килограммовый аппарат сможет взять на борт до 30 кг научной аппаратуры. Окончательный список этих инструментов пока не утвержден, однако, скорее всего, он будет включать спектрометры инфракрасного и гамма-диапазонов, сканеры для картографирования астероидов, датчики радиации.

Общественная инициатива

До сих пор работа над МКА-ЭРДУ «Анапа» ведется исключительно силами энтузиастов. Однако без государственной поддержки и участия проект не может быть реализован: его стоимость предварительно оценивается в сумму свыше миллиарда рублей.

Данную ситуацию Александр Шаханов комментирует следующим образом: «Могу сказать, что в отрасли мы находим немалую поддержку, причем это не только молодежь, но и руководство многих предприятий. Поэтому мы надеемся, что и Роскосмос обратит на нашу работу внимание и позволит для начала осуществить более детальную проработку проекта. Хотелось бы, чтобы наши идеи были услышаны.

Конечно, мы задумывались и о стороннем финансировании. Более того, мы получали письма с предложениями о финансовой поддержке. Но я глубоко убежден, что к такому краудфандингу можно обращаться лишь на более поздних стадиях проекта. Тогда, когда появится определенная гарантия того, что аппарат будет сделан и стартует. А без Роскосмоса такой гарантии не может быть».

Тем временем в Сети появилась петиция, с просьбой к главе Роскосмоса Олегу Николаевичу Остапенко рассмотреть возможность реализации проекта на официальном уровне. Подписаться под обращением может каждый желающий. Желающих пока нашлось чуть больше 2 тыс. человек, вероятно, чем больше человек подпишут петицию, тем больше шансов, что её рассмотрит руководитель Роскосмоса.


Можно ли управлять крупными астероидами с помощью мелких? Сообщение пресс-службы ИКИ РАН (.pdf)

 

Источник: 

15.11.2013 Роман Фишман "Наука и технологии России — STRF"