12 марта 2025 БКС Экспресс
Сверхнизкий космос — что это
Предельно низкие орбиты Земли (Very low Earth orbit, VLEO) — это орбиты, которые находятся на высоте не более 400 километров от поверхности Земли.
Эта часть космического пространства считается очень специфической для летательных аппаратов по нескольким причинам:
• Наличие кислорода
В отличие от вакуума космоса, на сверхнизких орбитах присутствует кислород, причем в достаточно большом количестве. Этот элемент способен «разъедать» обшивку аппаратов, поэтому приходится использовать специальные защитные покрытия.
• Атмосферное давление
Остаточная атмосфера на сверхнизких орбитах создает сопротивление, которое мешает спутникам, поскольку им нужно находиться на определенной траектории, чтобы нормально функционировать. Поэтому инженерам приходится озаботиться архитектурой таких конструкций, чтобы снизить сопротивление.
Кроме того, для того чтобы оставаться на орбите, таким устройствам необходимо поддерживать тягу, а значит, нужны двигатель и топливо.
Проблема в том, что спутники маленького размера не предусматривают пополнения топливных запасов, а без них они очень быстро сходят с орбиты. Поэтому ученым приходится искать решения. К примеру, компания NewOrbit Space смогла создать ионный двигатель, реактивная тяга которого создается на базе ионизированного газа. В результате расход топлива становится минимальным, а продолжительность работы таких устройств значительно увеличивается.
• Расход топлива
В данном случае расход увеличивается — чем ближе к Земле, тем больше топлива необходимо, чем дальше — тем меньше.
Например, Международная космическая станция (МКС) изначально находилась на высоте примерно 300 километров над Землей, и, чтобы она не сходила с орбиты, специальные челноки «заправляли» в нее 8,6 тонн топлива за год. Затем станцию подняли до 400 километров, в результате чего расход горючего снизился 3,6 тонн.
Зачем такие орбиты человечеству
Сегодня многие страны занимаются разработками, предназначенными для сверхнизкого космоса. У таких технологий есть свои плюсы:
• Защита от солнечного ветра
Основная причина старения спутников, находящихся выше сверхнизких орбит, — Солнце, которое непрерывно направляет в сторону Земли заряженные частицы. Они проникают в подобные аппараты и становятся причиной сбоев. Чтобы этого не происходило, инженерам приходится устанавливать специальные защитные экраны. В случае с низким космосом такого не происходит, поскольку находящиеся тут спутники защищены магнитным полем нашей планеты.
• Наблюдение за Землей в лучшем качестве
Тут все логично — чем ближе аппарат находится к поверхности, тем больше разрешение снимков поверхности ему удастся получить. Когда устройство размещено всего в 200 километрах над Землей, то и снять он сделать гораздо более качественные снимки.
• Улучшение работы систем связи
Площадь мощности радиоволн гораздо выше, когда аппарат находится ближе к Земле. Соответственно, для отправки сигнала на Землю и обратно на спутник необходимо затрачивать меньше энергии, что создает улучшенный энергетический баланс линии (то есть сигнал становится качественнее при меньших энергетических затратах). Таким образом, специалисты используют устройства на сверхнизких орбитах либо применяя меньше мощности при той же скорости передачи данных, либо повышая скорость передачи при той же мощности.
• Дешевая доставка на орбиту и спуск с нее
Чтобы вывести аппарат на такую орбиту, мощность ракеты-носителя нужна гораздо меньшая, чем для доставки аппарата за пределы 400 километров, что значительно удешевляет процесс. Кроме того, спутник не нужно комплектовать устройством по своду с орбиты, поскольку после прекращения работы он просто сгорит в плотных слоях атмосферы.
Еще один вытекающий отсюда плюс — отсутствие космического мусора на сверхнизких орбитах. Большая часть спутников сгорает или же падает на Землю в виде небольших обломков.
3 проекта из разных стран
Разработками технологий, предназначенных для сверхнизкого космоса, сегодня занимаются научные центры множества стран. Расскажем о нескольких проектах.
• В августе 2023 г. президент РФ Владимир Путин поручил Агентству стратегических инициатив и Роскосмосу проработать вопрос о создании космических аппаратов, которые смогут работать на предельно низких орбитах.
Так, в декабре 2024 г. исследователи из МГУ придумали, как на сверхнизкой орбите можно использовать разряженный воздух для разгона спутников и их поддержания в полете. Они создали модель воздухозаборника, который поможет таким аппаратам противостоять тормозящей силе атмосферы.
А в начала 2025 г. компания ЭКИПО объявила о создании ионных двигателей для малых спутников.
«Мишень и весы облучаются плазменной струей от двигателя. Эти способы помогли наглядно показать наличие тяги и оценить ее величину. Никто в мире подобных результатов не получил. Если есть тяга, значит, это двигатель, который, конечно, нужно дорабатывать с производителем спутников», — рассказал РИА Новости руководитель проектов компании Вячеслав Темкин.
• Французский стартап Constellation Technologies & Operations в июне 2025 г. собирается запустить спутник, который будет оснащен аппаратом с 5G mmWave. Если все получится, это станет первым случаем передачи высокоскоростного интернета на Землю из космоса. В будущем компания собирается разместить группировку из 1500–3400 таких аппаратов на сверхнизкой орбите.
• Компания из Индии Bellatrix Aerospace занимается разработкой спутника для размещения на сверхнизких орбитах — запуск запланирован на 2026 г. Проблему сопротивления атмосферы специалисты собираются решить с помощью электрического двигателя со специальными воздухозаборниками, способными собирать частицы кислорода из верхних слоев атмосферы и использовать их в качестве топлива.
«Это как самолет с неограниченным запасом топлива, вы можете поддерживать его столько, сколько захотите», — заявил на презентации представитель компании.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба