Примерно год назад американский спутник SSPD-1 впервые передал энергию с орбиты на Землю. Спутниковая платформа Momentus Vigoride российского бизнесмена Михаила Кокорича несла на себе три экспериментальных модуля в области выработки и получения энергии из космоса. Самым значимым из них стал блок по передаче микроволновой энергии с орбиты на наземный приёмник. Это было первое такого рода испытание, и оно увенчалось успехом.

Художественное представление миссии. Источник изображения: Mmdi/Getty Images

Эксперимент стартовал в январе 2023 года. На проведение одних исследований потребовались дни или недели, а другие затянулись на месяцы. Сейчас настал срок первых публикаций по проведённым экспериментам и время узнать интересные подробности.

На платформе Momentus Vigoride были размещены модули DOLCE, ALBA и MAPLE. Самый внушительный из них — это DOLCE. Это система автоматического развёртывания полей солнечных батарей на орбите. В перспективе, если создание солнечных электростанций в космосе для передачи энергии на Землю станет реальностью, солнечные фермы должны разворачиваться самостоятельно из достаточно компактных конструкций, помещающихся в обтекатели ракет. Это будут сегменты со сторонами в сотни метров.

Модуль DOLCE — это лишь первый шаг в этом направлении. Он не несёт солнечных панелей. Это лишь голый каркас со сторонами 1,8 м. Целью эксперимента была проверка способности конструкции развернуться в космосе, а камеры должны были снять этот процесс. Эксперимент признан удачным, а его проведение можно увидеть на видео ниже. В далёком будущем подобные модули будут разворачиваться и дрейфовать по орбите. Они не будут крепиться один к одному. Вместо этого на каждом углу площадки-панели будут установлены двигатели ориентации для выбора лучшего освещения. Сложная система управления будет следить за Солнцем и соседними модулями, чтобы они не перекрывали друг другу свет от звезды и караваном кружили по орбите.

Модуль ALBA представлял собой коллекцию из 32 миниатюрных фотоэлектрических панелей. Что хорошо работает на Земле, может не подойти для открытого космоса, поэтому учёные Калтеха отобрали наиболее перспективные образы для проверки их в условиях космоса в течение года. От части образцов отказались ещё до старта. Например, была идея создавать миниатюрные фотоприемники с линзами, чтобы увеличить сбор солнечного света и повысить мощность фотоприёмников. Но в итоге от этого отказались ввиду необходимости строгой ориентации подобных систем в сторону Солнца.

Крайне перспективными признаны фотопанели из арсенида галлия. Они очень тонкие и при этом высокоэффективные, а вес для космических систем всегда на вес золота. Также они могут быть лучше приспособлены для развёртывания по типу парусов, что важно для автоматических конструкций будущих орбитальных электростанций. Оказался интересен для космоса и перовскит. На Земле он подвержен влаге и быстро теряет свои свойства. В космосе влаги нет, поэтому перовскитные панели меньше подвержены деградации, хотя в открытом пространстве полно других воздействий на материалы.

Эксперимент MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) был центральным в программе испытаний, но он был разбит на две фазы. Во-первых, он продемонстрировал возможность специализированной электроники работать в условиях космоса. Во-вторых, он обеспечил передачу мощности на Землю. Платформа управления должна была суметь поменять прицеливание по передаче энергии с космических объектов на наземные и наоборот. Также в космосе проверялась беспроводная передача энергии, но на короткую дистанцию — от стенки до стенки внутри модуля MAPLE. В отличие от других подобных разработок, созданная в Калтехе платформа отличается компактностью, лёгкостью и гибкостью, что может в будущем изменить подход к космической электронике. Будущие интернет-спутники могут стать многократно легче и дешевле, чем современные спутники сети Starlink, например.

Модуль MAPLE изнутри. Разнесённые пустым пространством приёмник и передатчик энергии и светодиод, подтверждающий передачу энергии. Источник изображения: Caltech

Что касается передачи энергии на Землю в эксперименте MAPLE, то разработчики говорят скорее о регистрации сигнала, чем о передаче мощности. Передающая фазированная антенная решётка была небольшая и поэтому она не могла сфокусировать микроволновый луч на небольшой площади. Сигнал разошёлся по большой площади на Земле, но смог попасть на приёмный антенный комплекс на крыше одного из кампусов Калтеха. Фактически разработчики зафиксировали уровень сигнала, сравнимый со спутниковой передачей, чем подтвердили расчётные характеристики опытной платформы. Это с трудом можно назвать передачей энергии из космоса. Тем не менее, система работала так, как от неё ожидали, а остальное приложится, хотя путь предстоит долгий.

Вчера на военном полигоне штата Юта совершила посадку возвращаемая капсула W-1 компании Varda Space Industries. На борту капсулы находились образцы произведённого в условиях микрогравитации противовирусного препарата, для которого в космосе были созданы уникальные условия. Ожидается, что Varda организует регулярное производство в космосе фармацевтических препаратов и не только.

Источник изображений: Varda Space Industries

Космическая производственная платформа Varda представляет собой полукруглую капсулу диаметром 90 см. Манёвры на орбите она осуществляет в составе универсальной спутниковой платформы «Фотон» компании Rocket Lab. Платформа обеспечивает питание, навигацию, маневрирование и всё, что нужно для выхода на заданную орбиту и последующего входа в атмосферу в заданной точке.

Орбитальная мини-фабрика Varda была выведена в космос в июне 2023 года на ракете SpaceX в ходе миссии Transporter-8 по запуску пакета спутников. Она должна была проработать месяц или два и вернуться на Землю с образцами выращенного в космосе препарата Ритонавира. Этот препарат против ВИЧ и гепатита имеет кристаллическую структуру и идеально подходит для испытания роста в невесомости. В условиях микрогравитации отсутствуют такие вещи, как выпадение осадка и суспензии ведут себя иначе, чем на Земле.

После выполнения цикла работ на орбите компания Varda столкнулась с трудностями. Она не смогла получить разрешение на возвращение капсулы с образцами на Землю. Причём с военными компания договорилась (она, например, выполняла контракт для Пентагона по изучению влияния гиперзвуковой скорости на оборудование), но чиновников Федерального управления США по гражданской авиации убедить не смогла.

Система получения лицензии для контролируемого входа в атмосферу над территорией США, Австралии и ряда других стран оказалась настолько многоступенчатой и запутанной, что на это было потрачено свыше полугода. Разрешение выдано только на прошлой неделе и им сразу же воспользовались. Платформа «Фотон» сошла с орбиты высотой 700 км и вошла в атмосферу, где отделила капсулу Varda. Сама платформа сгорела в плотных слоях атмосферы, а капсула снизила скорость, выбросила парашют и опустилась на полигоне, откуда была доставлена в центр компании и затем в фармацевтическую организацию для анализа лекарства.

До этого момента эксперименты производственного уровня в условиях микрогравитации проводились только на МКС или на других государственных космических аппаратах. Космическое производство Varda стало первым в мире, которое проведено вне стен государственных платформ.

Премьер-министр Индии Нарендра Моди сообщил, что дал поручение специалистам составить план отправки пилотируемой миссии на Луну и создания национальной космической станции на орбите Земли. Страна продолжит развивать успех своей космической программы, и намерена в разы повысить свою долю в мировой космической экономике.

Источник изображения: Pixabay

Громкое заявление сделано накануне ключевых испытаний по программе запуска первой индийской пилотируемой миссии на орбиту Земли. Тестовый запуск прототипа космического аппарата TV-D1 состоится уже в эту субботу 21 октября. Согласно планам, это позволит Индии в следующем году впервые отправить трёх астронавтов на орбиту Земли.

Индия имеет одну из самых быстро развивающихся космических программ в своём регионе (за исключением Китая). В августе этого года Индийское космическое агентство успешно провело миссию по посадке лунохода южнее экватора Луны, где ещё не опускался на поверхность ни один аппарат искусственного происхождения. В начале сентября была запущена первая индийская солнечная обсерватория, которая сейчас движется к месту базирования в точке Лагранжа L1. Ещё раньше Индия первой среди стран своего региона запустила орбитальную станцию на орбиту Марса и готовит орбитальную миссию на Венеру.

Эксперты отмечают, что космические программы Индии интересны своими малыми бюджетами. Сложнейшие миссии к Луне оказались дешевле съёмок космических блокбастеров в Голливуде. Так, миссия по запуску пилотируемого аппарата на орбиту с тремя космонавтами обойдётся стране в сумму около $1 млрд. В Индии работает множество высококлассных специалистов, зарплаты которых остаются скромными по западным меркам, что делает её космические программы менее затратными.

Индийская национальная космическая станция «Бхаратия Антарикша Стейшн» (Индийская космическая станция) будет создана к 2035 году, сообщил Нарендра Моди. А первая пилотируемая миссия на Луну состоится к 2040 году.

Сегодня доля Индии в мировой космической экономики приближается к 2 %. Расширение национальной космической программы в стране позволит рассчитывать поднять её до 9 % к 2030 году. Судя по демонстрируемым темпам и успехам — это вполне реально.