Обсуждение космических программ

17 Jan 18  Epsilon-3/CLPS  ASNARO 2
 3 Feb 18  SS-520-5        Tasuki (TRICOM 1R)
27 Feb 18  H-IIA202 F38    IGS Optical 6 (JSEK 6)
12 Jun 18  H-IIA202 F39    IGS Radar 6
*30 Jun 18  Momo 2          Suborbital Test (engine failed after launch)

#    Sep 18  H-IIB304 F7     HTV 7 (EUSO, HSRC, RSP-00, SPATIUM I, STARS-Me)
29 Oct 18  H-IIA202 F40    Ibuki 2 (GOSAT 2), AUTcube 2, Diwata 2, KhalifaSat
                           (DubaiSat 3), POITERES 2, Stars-AO, Tenkou

При производстве оптоволокна, специальную заготовку нагревают до температуры выше 300°C и вытягивают её в длинную нить как жвачку. Для этого используют вытяжные установки высотой в несколько десятков метров. Конечная длина кабеля ограничена габаритами преформы и количеством примесей в структуре стекла.

Главное несовершенство «земных» кабелей кроется в их непрозрачности. Примеси и неровности в стекле мешают прохождению сигнала на дальние расстояния. Чтобы транслировать его, например, через океан, приходится устанавливать большое количество повторителей и усилителей. 

По сравнению с обычными кабелями оптоволокно из группы фторидных стекол ZBLAN отличается низкими показателями оптических потерь в сердцевине световода, обусловленных абсорбцией (поглощением) и рассеянием. Также для ZBLAN характерны низкие потери в области инфракрасного излучения, в частности, в середине инфракрасного (2000–5000 нм) диапазона, где обычные кабели работают хуже.

Однако стекло ZBLAN довольно хрупкое, поэтому вытягивать длинное волокно из него затратно и трудно. Помимо этого, сила тяжести приводитк образованию осадка в кристаллической структуре волокна.

Согласно исследованиям компании Made In Space, если изготавливать оптоволокно в космосе, в нем образуется в десять раз меньше «кристаллов». Поэтому оптика, произведенная в условиях невесомости, сможет передавать сигнал дальше «классических» кабелей.

По словам CEO компании Made In Space Эндрю Раша (Andrew Rush), из четырех килограмм «космических заготовок» можно получить четыре километра оптоволокна. Такое соотношение, говорит Раш, делает все предприятие экономически выгодным, даже несмотря на высокие затраты при отправке заготовок и оборудования в космос.

Применение и развитие технологии

Эндрю Раш заявляет, что «космическое» оптоволокно ZBLAN можно будет проложить через всю Атлантику без единого повторителя. Также он отметил, что пропускная способность новых кабелей превысит показатели классического кварцевого оптоволокна в 50–100 раз.

В перспективе в космосе можно будет изготавливать оптоволокно длиной в несколько десятков километров с пропускной способностью минимум в сто раз выше «земных» кабелей.

Сейчас исследователи тестируют прототип, который прибыл на МКС в июле. После этого эксперимента «космическое» оптоволокно отправят обратно на Землю, чтобы проверить его пригодность и оценить показатели. Третье тестовое изготовление оптоволокна в космосе начнется либо в ноябре, либо в декабре этого года, в зависимости от графика космонавтов.

Если результаты тестов будут удачными, исследователи начнут работу по развертыванию оборудования для промышленного производства оптоволокна на орбите.

12 Jan 18  PSLV-XL C40     Cartosat 2F (Cartosat 2 Series Satellite 4, Cartosat
                           2ER), Arkyd 6A, CANYVAL-X 1/2 (Tom/Jerry), Carbonite
                           2 (CBNT 2, VividX2), CICERO 7, CNUSail 1 (Papillon),
                           Corvus BC-3-v2 (Landmapper BC-3-v2), DemoSat 2,
                           Flock-3p' 1..4, Fox 1D (AO 92), Iceye X1 (POC 1),
                           INS 1C, Telesat LEO Vantage 1, KAUSAT 5, Lemur-2
                           68..71 (PW, DaveWilson, McCafferty, BrownCow),
                           MicroMAS 2a, Microsat-TD, PicSat, SIGMA (KHUSAT 3),
                           SpaceBEE 1..4, STEP Cube Lab (STEP 1), Tyvak 61C
29 Mar 18  GSLV-II(2) F08  GSAT 6A
11 Apr 18  PSLV-XL C41     IRNSS 1I (R1I)
16 Sep 18  PSLV-CA C42     NovaSAR 1 (NovaSAR-S), SSTL S1-4

- Сам принцип чистки такой же, как у многих аналогичных проектов, - сказал корреспонденту "РГ" один из авторов разработки ведущий научный сотрудник мехмата МГУ Алексей Малашин. - К обнаруженному мусору отправляется спутник-дворник, который рукой-манипулятором захватывает фрагмент. А вот дальше начинается наше ноу-хау.
Новизна в том, как организован сбор мусора. Система, прямо скажем, довольно неожиданна и оригинальна. Она состоит из трех основных элементов. Главного спутника, привязанного к нему тросом манипулятора с контейнером для сбора мусора, а также противовеса этого контейнера. Он тоже связан тросом со спутником, только находится на противоположном конце каната.

Зачем такая сложная конструкция? Разве не проще захватывать мусор с помощью космического аппарата и переводить эти фрагменты на траектории, где они сгорят в атмосфере. Проще, но для этого постоянно должен работать двигатель спутника, что требует много энергии. Ведь придется часто менять траектории движения спутника, маневрировать и т.д. Оценки показывают, что никаких солнечных батарей на такую работу не хватит.

Ученые МГУ предложили использовать двигатель спутника по минимуму, только для перемещения его самого. А всю сборку и перемещение мусора доверить оригинальной системе тросов.

- Когда один контейнер на конце троса заполняется, то за счет системы натяжения тросы работают как лифт, направляя заполненные "урны" к головному спутнику, а освободившиеся назад к манипулятору, - говорит Малашин. - В такой системе особую роль играет противовес. Ведь пока идет сбор мусора, спутник надо постоянно удерживать на данной орбите. Что очень непросто. Ведь когда контейнер загружается, центр масс системы "контейнер-спутник" сдвигается, что может увести аппарат в любую сторону. Чтобы его удержать на орбите, на противоположном конце троса мы и устанавливаем противовес. Он сдвигается именно на такую величину, чтобы компенсировать загрузку контейнера. Вся эта система чистки орбиты, а также движения контейнеров управляется автоматически по команде компьютера.

Такая технология позволит чистить орбиты самыми разными способами. Хлам можно просто убрать с пути, переводить на другие орбиты, заставлять сгореть в атмосфере, упаковывать в контейнеры и транспортировать дальше в космос на безопасные расстояния. Более того, такая система сможет возвращать с орбиты грузы без применения ракетных двигателей. Испытания оригинальной технологии чистки орбиты намечены на 2020 год.

1. Радиация. Первая опасность, которая будет сопутствовать астронавтам при полете к Марсу наиболее трудно визуализируема, однако она является одной из основных проблем. В основном это объясняется тем, что полет к Марсу будет проходить за пределами естественной защиты Земли, а следовательно у членов экипажей будет повышены риски возникновения рака, повреждения центральной нервной системы, изменения когнитивных функций, уменьшения моторики и др. Необходимо отметить, что существующая в настоящее время международная космическая станция хотя и защищена магнитным полем Земли, тем не менее они подвергаются в десять раз большему воздействию радиации, нежели на поверхности планеты, но все еще меньше чем в глубоком космосе. 
Для смягчения этой опасности, космические корабли НАСА будут иметь защиту от радиации и системы дозиметрии и оповещений. Кроме того, в агентстве проводятся исследования в области медицинских контрмер для защиты от радиации, таких как фармацевтические препараты. 
2. Изоляция и лишение свободы. Поведенческие проблемы среди группы людей, которые в течении длительного периода времени находятся в замкнутом пространстве, неизбежны, даже если речь идет о специально обученных и подготовленных членов экипажей космических кораблей. В связи с этим агентство проводит работы в области тщательного отбора и подготовки экипажей, что позволит минимизировать данный риск даже в течении перелетов, которые будут длиться от нескольких месяцев до нескольких лет. 
Вместе с тем, на Земле у нас есть роскошь, используя мобильные телефоны осуществлять почти мгновенную связь со всеми окружающими. При этом, при полете на Марс астронавты будут более сильно изолированы чем мы можем себе это представить. 
Уменьшение объемов сна, циркадная десинхронизация и переутомления могут усугубить проблемы и привести к негативным последствиям для здоровья, а следовательно приведут к ненулевым рискам для конечной цели миссии. 
Для устранения этой опасности в НАСА разрабатываются методы мониторинга состояния здоровья и процесса адаптации астронавтов к условиям перелета, совершенствуются различные инструменты и технологии для использования в условиях полета в интересах раннего выявления и лечения. Исследования также проводятся и в областях рабочих нагрузок, производительности труда, светотерапии (планируется использовать для циркадного выравнивания) и т.д. 
3. Расстояние от Земли. Третья и, возможно, самая очевидная опасность - это расстояние. В среднем Марс находится на расстоянии 140 млн. миль от Земли. Вместо трехдневного полета на Луну астронавты будут находиться в космосе около трех лет. При этом существующая в настоящее время статистика была, в основном, получена при помощи наблюдения за состоянием астронавтов на борту МКС, что не всегда сопоставимо с полетом к Марсу. При этом, если нештатная ситуация произойдет на станции, то астронавты всегда смогут вернуться на Землю в течении нескольких часов. Кроме этого, грузовые транспортные корабли снабжают станцию свежей продукцией, медицинским оборудованием и другими ресурсами на постоянной основе.
В связи с этим планирование и самодостаточность являются очень важными ключами к проведению успешной марсианской миссии, а сами астронавты в условиях длительности передачи данных на Землю (до 20 минут) должны быть готовы и иметь возможность к самостоятельному решению проблем. 
4. Гравитация. Изменение силы тяжести является четвертой опасностью для астронавтов. На Марсе члены экипажей должны будут в течении двух лет жить в условиях гравитации, которая значительно меньше чем на Земле. Кроме этого в течении шестимесячного перелета гравитация будет отсутствовать вовсе. Также необходимо отметить и то, что когда астронавты наконец-то вернутся домой они должны будут пройти курс реабилитации. К проблемным моментам перелета также можно отнести и то, что в ходе взлета и посадки астронавты будут испытывать временное повышение увеличения силы тяжести. 
Для устранения вышеперечисленных недостатков НАСА проводит исследования в области как методов предотвращения остеопорозов, так и способы по их лечению. Также в рамках снижения этого типа рисков проводятся исследования в области метаболизма человека. 
5. Враждебные и закрытые среды. Космический корабль является не только домом для астронавтов, но и машиной. Космическое агентство США отдает себе отчет о том, что экосистема внутри корабля играет важную роль для астронавтов, а следовательно адекватно оценивает важность условий обитания, включая: температуру, давление, освещение, шум и объем герметичного отсека. Крайне важно чтобы астронавты получали в ходе полета необходимую пищу, сон, а также могли совершать необходимые физические упражнения. В связи с этим космическое агентство США разрабатывает технологий, которые должны будут включать системы контроля за всеми параметрами среды обитания астронавтов, начиная от контроля за качеством воздуха и заканчивая контролем за микроорганизмами.