Новые технологии освоения космоса

В отличие от создаваемых в мире аналогов, концепция российского микроробота на основе разработанной платформы сможет перемещаться по шершавым, ступенчатым и наклонным поверхностям.

Как пояснил ведущий научный сотрудник сектора микромеханики РКС Дмитрий Козлов, дальнейшие исследования разработанных робототехнических устройств предполагается вести в направлении создания биоморфных систем.

"Мы внимательно изучаем движения животных и строение их конечностей (например, семейства гекконовых ящериц) и используем эти данные при моделировании различных аспектов работы устройства, в том числе в невесомости – характер движения "ножек", свойства ворсистого адгезионного покрытия на них, а также модель сил, действующих на платформу", — сказал он.

Для передвижения микроробот задействует не менее восьми "ножек" со специальным адгезионным покрытием, позволяющим ему в невесомости "прилипать" к поверхностям. Каждая из "ножек" имеет "ступню", которая может менять угол во время движения. Благодаря этой особенности он может перемещаться по различным поверхностям. В более сложном варианте на "ступне" предполагается создание дополнительного массива из "ножек" меньшего размера.

Как уточнил руководитель сектора микромеханики РКС Игорь Смирнов, вся подвижная платформа – это одна многослойная деталь, технология производства которой похожа на изготовление микросхемы.

"Это единый технологический процесс без сборочных операций. В основе устройства всего два материала – кремний и полиимид, которые мы получаем от российских поставщиков", — уточнил Смирнов.

Высокая технологичность производства созданной в РКС платформы позволяет использовать известные методы производства микроэлектронных устройств и существенно упрощает изготовление по сравнению с существующими зарубежными аналогами.

На кремниевой пластине групповым методом с помощью фотолитографии, напыления и анизотропного травления одновременно изготавливаются несколько десятков подвижных платформ микророботов. Такой подход позволяет при серийном производстве путем увеличения размера пластины и использования высокопроизводительного оборудования выпускать подобные устройства сотнями.

VSS Unity и несущий его самолет WhiteKnightTwo стартовали с тестовой площадки в пустыне Мохаве. Через полтора часа полета была дана команда на отстыковку корабля от несущего самолета. Космоплан "плыл" самостоятельно около 10 минут, после чего самостоятельно приземлился на землю.

VSS Unity, как и несущий самолет, управляется парой пилотов, на борту WhiteKnightTwo также находился борт-инженер.

"Скользящий полет" SpaceShipTwo стал первым в серии испытательных полетов нового суборбитального корабля. Ранее компания проводила летные испытания корабля без его отделения от несущего самолета.

SpaceShipTwo (SS2) — частный пилотируемый суборбитальный космический корабль, который был создан для доставки туристов в космос. SpaceShipTwo поднимается в воздух на WhiteKnightTwo, затем отделяется от самолета и на собственной ракетной тяге поднимается до границы с космосом.

Корабль способен совершать полеты на высоту около 100 километров, которая считается границей космоса. Первый испытательный полет с экипажем состоялся 10 октября 2010 года.

На испытаниях 31 октября 2014 года прототип космического корабля VSS Enterprise отстыковался от самолета-носителя, однако через несколько минут после запуска двигателей распался на части. При крушении погиб один из пилотов.

После аварии более двух десятков из 800 будущих пассажиров, купивших билет на полет на борту SpaceShipTwo, потребовали возвращения денег и заявили о намерении отказаться от космического полета.

"Согласованы предложения российской и казахстанской сторон относительно будущего Байконура и наиболее важного совместного проекта "Байтерек". Мы будем надеяться на то, что в ближайшее время будет сформирован план действий по всем нерешенным вопросам, которые до сих пор оставались в рамках комиссии", — сказал он, не уточняя деталей.

Россия и Казахстан с 2004 года реализуют проект "Байтерек" по созданию на Байконуре структуры для запусков экологически чистых ракет-носителей. Предполагается, что в случае его реализации можно будет отказаться от ракет-носителей "Протон", использующих токсичные компоненты топлива. Строительство комплекса "Байтерек" планируется завершить в 2021 году, но вице-премьер Казахстана Бакытжан Сагинтаев говорил, что возможен сдвиг сроков "вправо".

Рогозин напомнил, что долгое время РФ в рамках поиска новых современных средств выведения космических аппаратов предлагала Казахстану различные варианты. Один из них предлагал создать комплекс "Байтерек" на базе использования российско-украинской ракеты "Зенит".

"Но 2,5 года назад я, с учетом ситуации на Украине, информировал моего коллегу по комиссии по Байконуру Сагинтаева Бакытжана Абдировича (нынешнего премьер-министра Казахстана) о том, что в силу политики новых украинских властей … речь идет о полном разрушении технологий и промышленности на Украине, поэтому говорить о будущем ракеты "Зенит" не представляется возможным", — пояснил причину поиска другого варианта Рогозин.

"К 2020 году будут изготовлены приборы, которые позволят улучшить точность выведения космических аппаратов на заданные орбиты — работы предусмотрены соглашением между госкорпорацией "Роскосмос" и НПОА, подписанным в рамках реализации Федеральной космической программы (ФКП) 2016-2025 годов", — отмечается в сообщении.

"Сегодня разрабатываются ключевые элементы новейшей системы управления для новых средств выведения. Это целый бортовой комплекс, в том числе цифровая вычислительная машина, "мозг" системы управления. Рабочее название — "Малахит-8", идут опытно-конструкторские работы, изготовление опытного образца – 2018 год", — отметил в этой связи гендиректор НПОА Андрей Мисюра, слова которого приводятся в сообщении.

В апреле 2017 года завершится эскизное проектирование (комплексный план экспериментальной отработки и обеспечения надежности и безопасности; общая структура). Проектирование часть стандартных модулей планируется завершить до конца 2016 года. Производить элементную базу в кооперации будет завод "Микрон" в Зеленограде, отмечается в сообщении.

Принципиальные отличия новой бортовой машины – производительность (300 миллионов операций в секунду) и габаритно-массовые характеристики (вес — не более трех килограммов). БЦВМ "Малахит 7", которая сегодня успешно применяется на ракетах класса "Союз-2", весит 7 килограммов, его производительность — 40 миллионов операций в секунду.

Результатом работы, уточняется в сообщении, станет комплекс универсальных средств, которые могут быть применены во всех перспективных разработках, в том числе и в авиастроении. Повышение производительности БЦВМ позволит обеспечить быстродействие системы управления и повысит объем решаемых задач, возрастёт маневренность объекта управления и точность выведения, подчеркнули в "Роскосмосе", передает РИА Новости.

"Мы в широкой кооперации с коллегами из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ), предприятиями-изготовителями спутников и учеными других специальностей работаем над созданием системы раннего обнаружения любых космических тел, которые могут столкнуться с Землей. Перед участниками проекта поставлена задача обнаруживать все тела любого происхождения на ближнем рубеже за три дня до столкновения", - сказал он.

"За это время можно успеть увести людей в бомбоубежище, чтобы не было ранений осколками стекол, как в Челябинске в 2013 году, но от более крупных событий - падения небесного тела размером около 100 метров - неминуем очень большой ущерб: гибель людей, разрушение инфраструктуры, изменение климата. Из-за большого количества пыли в атмосфере после падения крупного космического тела может наступить "эффект ядерной зимы" - резкое снижение температуры и гибель растений", - сказал ученый.

По его словам, если бы создаваемая система уже была готова и работала, то могла бы "увидеть" и объект, взорвавшийся 6 декабря над Хакасией, а также такой объект, как челябинский метеорит (2013 год). "Вопрос о том, что взорвалось над Хакасией - метеорит или болид - открыт. Метеоритом можно назвать только тело, обломки которого упали на Землю и найдены. Болид не имеет упавших осколков", - пояснил ученый, заметив, что 15 февраля 2013 года в Челябинске упал именно метеорит, поскольку его фрагменты найдены. А вот несмотря на колоссальный взрыв над тайгой в 1908 году, никаких фрагментов Тунгусского объекта не нашли.

По мнению Багрова, для создания первого спутника требуется около 500 млн рублей, а доводом для выделения средств именно на этот проект являются упавшие или взорвавшиеся в атмосфере метеориты или болиды.

"Еще пара таких событий, как в Челябинске в 2013 году и 6 декабря в Хакасии, и работа пойдет быстрее. Сейчас пока у нас есть разработка, но нет конкретного источника финансирования и возможности работать в материале", - сказал он.

Но, по словам собеседника агентства, даже если будет решено запустить всего один спутник, все равно это будет система, так как вслед за аппаратом по сканированию космического пространства на ближних подступах будет создаваться аппарат, нацеленный на дальний космос и способный обнаружить опасное небесное тело на дальних рубежах за несколько месяцев до подлета к Земле, что даст возможность предпринять меры.

Багров отметил, что в принятой Федеральной космической программе, рассчитанной на срок до 2025 года, средства на создание системы раннего обнаружения опасных небесных тел не заложены. "Но там есть строка "космические аппараты для научных исследований", а она бы подошла для наших задач",- сказал Багров. По его словам, полный цикл создания спутника - от идеи до запуска - может составлять 5-10, а возможно, и 20 лет.

По мнению Багрова, наибольшую опасность представляют крупные фрагменты комет, а опасность со стороны астероидов скорее гипотетическая. "Дело в том, что мы не имеем прямых свидетельств падения астероидов на нашу планету за все 4,5 млрд лет ее существования. А если таких событий не было, значит, велика вероятность, что их и не будет. Те огромные кратеры, которые оставили на Земле падения космических тел, были следами падения комет", - пояснил он.

Он добавил, что 460 известных метеорных потоков, включая широко известные - Леониды, Персеиды, Гемениды - это остатки погибших комет. "Кометное вещество попадает на Землю регулярно. На орбитах распавшихся комет могут быть крупные фрагменты", - отметил ученый. Он рассказал, что в двух метеорных потоках - Персеидах и Каприкорнидах - специалистами ИНАСАН обнаружены такие крупные объекты.

"В Персеидах мы обнаружили четыре крупных тела - от трех до 20 метров. Эти тела вновь пролетят вблизи орбиты Земли через 50 лет. Крупные фрагменты обнаружены также в Каприкорнидах", - сказал ученый.

Говоря о плотности потоков, Багров отметил, что каждую ночь одновременно действуют 5-6 потоков. Они накладываются друг на друга, так как какой-то из них длится три дня, а некоторые - до месяца.

Багров отметил, что американские ученые тоже еще пока не создали системы раннего обнаружения опасных космических тел. По его сведениям, они идут по пути создания большой сети наземных телескопов. По его мнению, этот путь менее продуктивен, так как с Земли можно вести наблюдение только ночью, то есть половину необходимого времени, и то при условии хорошей погоды, а из космоса наблюдать можно постоянно. "Мы вынуждены думать над своими решениями, потому что ограничены в средствах, а американцы решают свои проблемы деньгами", - прокомментировал он разницу в подходах.

Но среди российских ученых есть и сторонники наземного отслеживания опасных объектов. Есть и подходящий инструмент - Многоканальный мониторинговый телескоп (ММТ), еще его называют Мини-Мега ТОРТОРА. Это робот-телескоп, состоящий из девяти 70-милимметровых объективов, снабженных приемниками оптического излучения высокого временного разрешения (регистрируют объект со скоростью десять кадров в секунду), он наблюдает по несколько сотен метеоров и спутников за ночь, при этом его поле зрения составляет 900 квадратных градусов. Расположен телескоп на верхней площадке Специальной астрофизической обсерватории РАН в Карачаево-Черкесии.

"Наша установка предназначена для обнаружения и исследования любых достаточно ярких вспыхивающих объектов в атмосфере, в ближнем космическом пространстве, нашей Галактике и за ее пределами, в далекой Вселенной - на расстояниях в миллиарды световых лет от Земли, - сообщил ТАСС руководитель проекта ММТ, научный сотрудник САО РАН Григорий Бескин. - Она могла бы обнаружить Хакасский объект на высоте около 100 км, пролетающий над нами в окрестности несколько десятков километров от обсерватории. Чтобы перекрыть территорию страны, нужна обширная сеть подобных телескопов, по крайней мере, несколько десятков".

Бескин рассказал, что существует идея создания более мощной роботической многоэлементной системы, состоящей из 500 40-сантиметровых зеркальных телескопов, которая могла бы регистрировать объекты в тысячу раз менее яркие, чем доступные для обнаружения с системой ММТ, в поле зрения 500 квадратных градусов. По словам собеседника агентства, для регистрации большей части метеороидов необходима глобальная сеть из большого количества наземных и космических телескопов, но, по его мнению, обнаруживать абсолютно все достигающие земной атмосферы космические тела вряд ли удастся.

Наземные инструменты могут вести наблюдения только ночью и в ясную погоду, а у космических телескопов, обращающихся вокруг Земли, тоже есть "мертвые зоны". "Чем больше инструментов будут вести наблюдения, тем больше нового мы узнаем о Вселенной, и тем безопаснее будет наша жизнь", - считает ученый.

Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) планируют установить в президентском образовательном центре "Сириус" в Сочи камеры для наблюдения за внеземными объектами в рамках проекта по созданию болидной сети таких камер - это позволит фиксировать космические объекты и отслеживать траекторию их полета, сообщил сегодня корр. ТАСС доцент кафедры физических методов и приборов контроля качества УрФУ Николай Кругликов. "Случай с падением метеорита в Хакасии в очередной раз демонстрирует то, что в стране необходимо развивать болидную сеть камер наблюдения. Мы уже планируем установить такие камеры и в центре "Сириус" в рамках образовательной смены УрФУ. Что касается других регионов, то пока финансирования у нас нет, поэтому быстро развивать этот проект не получается", - сказал собеседник агентства.

Космонавт-испытатель Александр Мисуркин рассказал о том, как защищают Международную космическую станцию (МКС) от столкновения с небесными телами. По его словам, в настоящее время существует система слежения за небесными телами на орбите, которая позволяет, в частности, исключать возможность столкновения с ними МКС. "Но системы, которая бы следила за объектами, приходящими из дальнего космоса, сейчас нет. Определенное количество больших объектов известно, но сказать, что мы каждый день смотрим во все стороны и гарантированно можем заметить приближение таких объектов, нельзя", - подчеркнул Мисуркин.

Космонавт считает, что "необходимо строить систему, которая будет обнаруживать объекты, подобные хакасскому, на дальних подступах к Земле". Система, по его мнению, должна решать задачи "как минимум обнаружения, как максимум - защиты от случаев столкновения с другими небесными телами".

Дежурные силы ПВО Центрального военного округа (ЦВО), дислоцированные в Хакасии, отметили след в небе и хлопок 6 декабря в 14:37 мск. Небесное тело было классифицировано как метеорит, расчеты режим несения службы не меняли, сообщил корреспонденту ТАСС представитель ЦВО полковник Ярослав Рощупкин.

«Нам придется неким образом переработать конструкцию [робота]. Предельный рост для космонавта определен в 190 см, предельный вес в 105 кг, ширина в плечах — 48 см. Мы по весу не проходим всего один килограмм, “Федор” сейчас довольно широкоплеч. В космический полет отправится еще более человекоподобный робот», – рассказал он.

Разработчики планируют уменьшить массу андроида благодаря использованию композитных материалов. Развивать это направление НПО «Андроидная техника» собирается совместно с Фондом перспективных исследований.

Помимо этого, конструкторы планируют модернизировать аккумуляторные батареи, поскольку во время космических полетов «Фёдор» должен быть приспособлен к длительной автономной работе. Также среди основных задач по модернизации «Фёдора» для космического полета – адаптация его к работе в условиях космической радиации и соблюдение электромагнитной совместимости используемых в нем компонентов с системами корабля «Федерация», рассказал Богданов.

«В частности, нам придется доработать приводную систему, потому что в корабле и на станции используется напряжение ниже, чем мы используем сейчас, нам придется с 48 Вольт перейти на 23−29 Вольт», — сказал он.

В то же время, по словам Богданова, коренной переделки конструкции робота не требуется.

В рамках первого проекта планируется создание робота-андроида для постоянного функционирования на внешней поверхности нового российского Научно-энергетического модуля для орбитальной станции. Управлять роботом можно будет с помощью специального костюма, который будет использовать оператор на Земле или космонавт на станции. В космосе робот должен появиться уже в 2019-2020 годах. "На станцию этого робота планируется доставить в грузовом корабле", – пояснил Богданов.

В рамках второго проекта, по его словам, планируется отработать варианты перемещения робототехнических систем по поверхности станции. "Можно будет сделать ему опорные модули, которые смогут захватываться за штатную инфраструктуру (поручни) станции... Своеобразный "робот-спрут" сможет перемещаться по внешней поверхности станции, перенося грузы, помогая космонавтам при выходах в космос", – рассказал собеседник агентства.

«Dome A – это лучшее место, которое мы смогли найти – здесь очень спокойно и сухо, как нигде на планете, - сказал Цичжоу Чжан (Qizhou Zhang) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, соавтор нового исследования, опубликованного в Nature.

Место Dome A представляет собой высочайшую точку Антарктики, где высота достигает 4000 метров над уровнем моря, что сравнимо с высотой вулкана Маунакеа, расположенного на Гавайях. В отличие от Южного полюса сюда не летают самолеты. Вместо этого исследователи должны добираться сюда по суше, двигаясь от побережья Антарктики в течение трех недель, за которые удается пройти примерно 1200 километров.

В награду за эти подвиги, достойные Геракла, ученые получают доступ к особому типу излучения, известному как терагерцовые лучи, которое имеет частоту порядка нескольких триллионов герц. Такое излучение в космосе испускают холодные облака межзвездного газа и пыли. Изучая это излучение, мы можем глубже понять происхождение звезд и галактик. В иных местах на Земле излучение этой частоты интенсивно поглощается водяными парами, однако в небе над местечком Dome A, как выяснили Чжан и его коллеги за 19 месяцев работы, воды настолько мало, что если из столба воздуха высотой до границы с космосом сконденсировать всю воду, то получилась бы пленка толщиной менее 100 микрон.

Создание постоянно работающей обсерватории в местечке Dome A представляет собой довольно непростую задачу, однако открывающиеся при этом научные возможности станут поистине достойным призом за эти усилия, считают Чжан и его группа.

На луноходе предлагается разместить до 70 кг научной аппаратуры, бур, способный брать пробы грунта с глубины до 1,5 метров, а также 16 малых станций для изучения реголита и сейсмической активности. Эти станции луноход будет расставлять, продвигаясь по своему маршруту.

"Луноход по массе аналогичен "Луноходу-1". За прошедшие 50 лет от создания "Лунохода-1" за счет существенного повышения эффективности радиоэлектронных приборов, материалов, аккумуляторных и солнечных батарей появилась возможность при той же массе лунохода существенно увеличить научный комплекс", – говорится в документе.

Второй проект предполагает создание "среднего" лунохода массой 200-250 кг. Он также должен будет проехать до 400 км, но лишь за счет энергии от солнечных батарей. Согласно отчету ИКИ, этот аппарат может доставить на Луну российская посадочная станция "Луна-Ресурс-1", которую планируется запустить в 2021 году.

Третий вариант – "малый" луноход массой 20-30 кг. Он должен проводить исследования на удалении до 500 метров от мест посадки крупных спускаемых аппаратов типа "Луна- Ресурс" и "Луна-Глоб" ("Луна-25", планируемый срок посадки – 2019 год). Такой луноход сможет искать участки с высоким содержанием воды, делать панорамную съемку, брать пробы грунта и доставлять их к спускаемым аппаратам.

В июле Совет РАН по космосу выделил 24 млн рублей на 2016-2017 годы ИКИ и предприятиям кооперации на научно- исследовательскую работу "Луна-Луноход". Ее цель – обосновать научные задачи, для решения которых необходимы луноходы, а также определить перспективные районы исследований.