Сочетание низкой гравитации и высокой плотности атмосферы делает крупнейший спутник Сатурна — Титан — идеальным местом для запуска летательных аппаратов легче воздуха. Эта идея будоражит умы учёных уже как минимум два десятилетия. Реализация проекта до сих пор сдерживалась гигантскими размерами подобного дирижабля. Boeing утверждает, что её ракета SLS сможет обеспечить запуск такого исследовательского аппарата, который сможет проработать годы в атмосфере Титана.

Источник изображения: NASA

Конструкция, предложенная Boeing, больше всего напоминает традиционный дирижабль. Он будет оснащён баллоном, заполненным гелием, и двумя балластными баками, которые в сочетании с крестообразным хвостом позволят контролировать крен, тангаж и рыскание аппарата.

Инертные газы из атмосферы Титана будут закачиваться или удаляться из балластных баков для снижения или набора высоты. На сегодняшний день проект предусматривает две различные конфигурации: баллон объёмом 150 м³ для работы на высоте 5 км или баллон объёмом 400 м³ для высоты 20 км. Пустые баллоны обоих размеров помещаются в обтекатель полезной нагрузки ракеты SLS (Space Launch System), разработанной Boeing.

Проект предусматривает размещение радаров и лидаров для сканирования поверхности Титана, в частности, для мониторинга изменений, вызванных геологической активностью. Газоанализаторы должны отслеживать состав атмосферы и наличие в ней органических соединений.

Ожидается, что такой дирижабль сможет работать в атмосфере Титана годами, что поможет выявить долгосрочные «погодные» тенденции, такие как сезонная изменчивость, и, возможно, объяснить, почему ночная сторона Титана теплее дневной.

Старт миссии возможен в 2034–2036 годах — разработчики рассчитали несколько окон возможностей в эти годы, которые позволят с минимальными затратами добраться до системы Сатурна. Однако трудности реализации программы SLS могут существенно сдвинуть этот график вправо. Ракета SLS была запущена лишь однажды, в 2022 году, а второй старт не планируется до 2026 года. Есть вероятность, что программа SLS вообще будет свёрнута .

На сегодняшний день запуск ракеты SLS оценивается в $2,5 млрд, что дополнительно усложняет конкуренцию с ракетой Илона Маска (Elon Musk) Starship, которая совершила уже четыре полёта с момента единственного старта SLS. А Dragonfly, вертолётная миссия NASA на Титан, запланированная на 2028 год, планирует использовать меньшую по размерам, но значительно более дешёвую и проверенную десятками запусков ракету Falcon Heavy.

В настоящее время доступ в космос становится дешевле, появляются всё больше различных пусковых платформ. Это позволяет надеяться на реализацию проекта научного дирижабля в атмосфере Титана.

Стратосферные платформы связи, или HAPS (high altitude pseudo satellite) нацелены на покрытие больших площадей с малой плотностью населения, где создание сетей связи на базе вышек невыгодно. Современные технологии позволяют таким платформам находиться на высоте достаточно долго, питаясь, прежде всего, от солнечного света. Особенно интересно использовать для этого дирижабли, которые способны нести очень большую полезную нагрузку.

Источник изображения: Sceye

Ставку на дирижабли сделала американская компания Sceye. На прошлой неделе она совершила третий испытательный полёт своей платформы за последние три месяца. Успешные полёты позволяют компании приблизиться к моменту запуска коммерческих услуг. Кроме предоставления услуг связи, высотные платформы, такие как дирижабли, способны нести достаточно научной аппаратуры для слежения за состоянием атмосферы и климата в целом. Так, в свой последний демонстрационный полёт дирижабль Sceye нёс на борту инфразвуковой датчик, портативный оптический спектрометр частиц, радиозонд и прототип прибора для изучения аэрозолей. Подобная практика, очевидно, откроет для стратосферных платформ дополнительный канал финансирования (государственный) и поддержит на старте.

После испытания 16 августа компания сообщила, что «в ходе третьего стратосферного полета её платформа-дирижабль выполнила все основные задачи, включая управление положением и автоматическую поддержку давления, а также управление за пределами прямой видимости и надёжный запуск и подъём». Во время нахождения в воздухе платформа успешно установила три независимых и резервных канала передачи данных.

Рабочая высота подобных платформ достигает 20 км. Это намного выше транспортных маршрутов гражданской авиации. Кроме того, на такой высоте турбулентности атмосферы очень незначительны, что позволяет легко удерживать дирижабль на месте, делая его геостационарным. Дополнительное питание системы дирижабля получали от солнечной «накидки» — системы гибких солнечных панелей на его «спине».

Подобные платформы также активно испытывают другие компании. В июле компании BAE и Mira Aerospace провели испытательные полеты, соответственно в США и Руанде. Вскоре после этого компания SoftBank объявила об успешном проведении испытательного полёта своей платформы HAPS последнего поколения.

Коммерческая HAPS-платформа компании Aalto, разработанная Airbus, готовится начать предоставлять свои услуги в 2024 году, для чего был подписан меморандум о взаимопонимании с бермудской компанией Paradise Mobile и контракт с совместным предприятием NTT Space Compass Corp на демонстрационный полёт.