Включение двигателей корабля SpaceX Dragon для увеличения орбиты МКС состоялось 8 ноября в 20:50 по московскому времени. Двигатели работали примерно 12,5 минуты и, вероятно, выполнили возложенную на них задачу. Это был первый раз, когда грузовой корабль Dragon компании SpaceX корректировал орбиту космической станции. Целью манёвра было собрать информацию о потенциальной возможности платформы «Дракона» в будущем свести станцию с орбиты для затопления в океане.

Источник изображений: NASA

Летом этого года компания SpaceX подписала с NASA контракт на проектирование усиленного корабля Dragon, который мог бы столкнуть МКС в атмосферу по контролируемой траектории. Без коррекции орбиты станция могла бы самостоятельно войти в плотные слои атмосферы и сгореть. Но сейчас МКС — это объект размерами с футбольный стадион, поэтому до поверхности Земли долетит множество тяжёлых обломков. Пускать процесс схода с орбиты на самотёк — это риск для обитателей планеты.

До высоты невозврата (чуть более 200 км) станция будет спускаться сама без помощи буксира (разве что понадобится первый импульс для этого). На заключительном этапе усиленный Dragon ускорит спуск МКС для точного падения в заданном месте океана. Для этого стандартной грузовой капсуле придадут дополнительно 30 двигателей Draco в дополнение к 16 штатным и создадут в шесть раз больше запас горючего. Соответственно капсула получит значительно увеличенный корпус, новую авионику и более мощные подсистемы питания. Собранные 8 ноября данные о работе двигателей «Дракона» в ходе увеличения орбиты МКС помогут при проектировании буксира.

Рендер корабля Dragon в версии космического буксира

До этого высоту орбиты станции корректировали только российские «Союзы» и «Прогрессы». Один раз в 2022 году коррекцию орбиты совершил другой американский грузовой корабль — Cygnus компании Northrop Grumman. Компания Northrop Grumman также предлагала свой вариант космического буксира для затопления станции, но её вариант оказался дороже и ограниченным в манёврах.

Российская сторона рассматривает вариант выхода из проекта МКС в 2028 году. В NASA будут тянуть станцию до последнего, опасаясь доминирования на орбите китайцев. Поэтому сводить МКС с орбиты они будут не раньше, чем у агентства появится возможность отправлять астронавтов на коммерческие космические станции, которые сейчас проектируются несколькими компаниями. Так что МКС просуществует до 2030 года и дольше, если её техническое состояние значительно не ухудшиться. Точку в её судьбе поставит «Дракон» Илона Маска.

Миссия ADRAS-J японской компании Astroscale успешно завершена. Запущенный ранее в космос спутник на низкой орбите сблизился со старой ступенью для её инспекции на целостность. Спутник совершил три близких облёта ступени, что для объектов с космическими скоростями и ограниченным топливным ресурсом представляется верхом сложности. Полученные данные позволят разработать надёжную схему свода ступени с орбиты, положив начало уборке космического мусора.

Художественное представление инспекции спутником отработавшей второй ступени. Источник изображений: Astroscale

Спутник ADRAS-J массой 150 кг и с 12 маневровыми двигателями был выведен в космос в феврале 2024 года. В апреле он подобрался к своей цели — 11-метровой разгонной ступени японской же ракеты H-IIA №15, отправленной в космос ещё в 2009 году. С тех пор этот фрагмент ракеты стал космическим мусором, увеличения залежей которого на орбите лучше избегать, например, путём управляемого свода с орбиты или транспортировки выше на так называемую орбиту захоронения.

Эксперимент ADRAS-J должен был положить начало процессу контролируемого сведения больших фрагментов мусора с орбиты. На этапе его проведения спутник-инспектор должен был с близкого расстояния обследовать фрагмент и дать инженерам понять, как его лучше подцепить другому спутнику — сервисному, который и совершит манёвр свода с орбиты.

В апреле спутник-инспектор подошёл к фрагменту ракеты на расстояние несколько сот метров. К середине июля сближение сократилось до 50 метров, что стало рекордом манёвренности. После этого спутник совершил три облёта ступени на расстоянии всего 50 метров, один из которых сопровождался «аномалией» и заставил аппарат отойти от ступени на безопасное расстояние. После калибровки оборудования облёт продолжился, что позволило команде миссии получить качественные изображения ступени со всех сторон.

Изображения разгонной «мусорной» ступени при облёте с расстояния 50 метров

Инспекция подтвердила, что адаптер полезной нагрузки на разгонной ступени находится в хорошем состоянии. Спутник-буксир сможет ухватиться на него роботизированной рукой и стянуть ступень с орбиты. Это произойдёт позже до конца текущего десятилетия, когда Astroscale изготовит и запустит соответствующий аппарат уже в ходе новой миссии. До сегодняшнего дня, можно полагать, манёвры сближения и близкого облёта спутников были доступны только для аппаратов военного назначения, слухи о чём периодически всплывают. Теперь похожие технологии доступны коммерческим аппаратам и это, определённо, новая ступень в космонавтике.

Как сообщили в NASA, буксир для свода МКС с орбиты поручено создать компании SpaceX. За это компания получит $843 млн, не считая оплаты за подготовку и осуществление запуска буксира. Но всё произойдёт не раньше, чем будут готовы коммерческие орбитальные станции, а это может быть позже 2030 года.

Источник изображения: NASA

По разным заявлениям, Россия может прекратить поддержку МКС уже в 2028 году. Поэтому вопросы эксплуатации станции после этого срока, а также вопросы ответственности за свод станции с орбиты и затопление в океане лягут на плечи NASA и ближайших партнёров. Стоит отметить, что на данный момент не ясно, будет ли SpaceX затапливать всю станцию, или только американский сегмент — ранее выдвигались предложения разделить станцию в конце её срока службы, и свести с орбиты части по отдельности.

В NASA впервые публично создали запрос на проект космического буксира в марте 2023 года, пригласив к диалогу всех заинтересованных лиц. Выбором стала компания SpaceX, как мы теперь узнали. И этот выбор вполне логичен, хотя конкуренты могут заявить о формирующейся на космическом рынке монополии. Не исключено, что вчерашний демарш компаний Blue Origin и ULA против интенсивности работы SpaceX во Флориде, это звенья той же цепи.

«Выбор американского спускаемого аппарата для Международной космической станции поможет NASA и его международным партнерам обеспечить безопасный и ответственный спуск с низкой околоземной орбиты по окончании работы станции. Это решение также поддерживает планы NASA относительно будущих коммерческих направлений и позволяет продолжать использовать околоземное космическое пространство», — сказал Кен Бауэрсокс (Ken Bowersox) из NASA, заместитель администратора Управления космических операций в штаб-квартире агентства в Вашингтоне.

Предварительно свод МКС с орбиты ожидается в 2030 году, но «ничего магического не произойдёт», как пояснили в агентстве, если станция продолжит эксплуатироваться после 2030 года. Фактически МКС будут тянуть до тех пор, пока не будут готовы коммерческие орбитальные станции, а это дело может затянуться. «Мы хотим, чтобы [коммерческие станции] оказывали поддержку, а затем, когда они будут готовы к запуску, именно тогда МКС отойдет в сторону», — пояснили в агентстве.

Сегодня на различных стадиях разработки находятся несколько коммерческих космических станций. Например, Axiom Space разрабатывает свою станцию Axiom, в то время как Blue Origin планирует свою собственную, известную как Orbital Reef, наряду с Sierra Space, Boeing и Amazon. У Voyager Space также есть свой комплекс Starlab, над которым работают с помощью Lockheed Martin и Northrop Grumman. А калифорнийская компания Vast Space планирует запустить свой модуль Haven-1 на орбиту в 2025 году на борту ракеты SpaceX Falcon 9.

В последние годы было представлено несколько миниатюрных космических «буксиров», которые обеспечивают так называемую услугу доставки «последней мили». Эти средства космической логистики, предлагаемые компаниями D-Orbit, Momentus, Launcher и рядом других, обычно рассчитаны на спутники массой от десятков до нескольких сотен килограммов. Новый космический корабль Helios от Impulse Space способен доставлять значительно более крупные спутники на высокие орбиты.

Источник изображения: arstechnica.com

Космический «буксир» Helios имеет диаметр менее 5 метров и по размеру умещается в обтекателе ракеты Falcon 9. Helios спроектирован универсальным и предназначен для использования с любой средней или тяжёлой ракетой. Он сможет вывести до 4 тонн груза при использовании Falcon 9 или 5 тонн при помощи космического корабля Terran R компании Relativity непосредственно на геостационарную орбиту.

В настоящее время для средних и крупных спутников существует два способа выхода на геостационарную орбиту. Клиент может купить запуск на ракете Falcon Heavy у компании SpaceX или Vulcan у United Launch Alliance, что примерно в два раза дороже, чем один запуск Falcon 9. Или же спутник может быть выведен кораблём средней грузоподъёмности на переходную орбиту с последующим самостоятельным переходом в геостационарное пространство. Такой переход займёт 6-8 месяцев, потребует надёжной бортовой двигательной установки и до $5 млн на топливо.

«Добраться туда за день по гораздо более низкой цене, чем любой из этих вариантов» предлагает основатель и исполнительный директор Impulse Space Том Мюллер (Tom Mueller). Его основная идея заключается в том, чтобы при помощи недорогой ракеты запускать большие спутники непосредственно на геостационарные орбиты. «По сути, мы добавляем третью ступень к ракете-носителю среднего размера, — считает Мюллер. — Она сделает большую часть того, что может сделать Falcon Heavy, но за гораздо меньшие деньги».

Амбициозность Мюллера вполне объяснима — он был одним из основателей SpaceX и ведущим разработчиком двигателей Merlin, которые используются в ракетах Falcon. Компания Impulse Space была основана им в 2020 году, а в 2023 уже запустила своей первый космический корабль Mira, который хорошо показал себя в дебютной миссии LEO Express 1, выведя на орбиту несколько небольших спутников. В рамках той же миссии были проведены всесторонние испытания двигательной системы Mira. Успех этого запуска вселил в Impulse уверенность в своих планах относительно намного более крупного космического корабля Helios. В штате компании сейчас трудится 90 человек.

Источник изображения: Impulse Space

Helios будет оснащён «одним из самых надёжных» космических двигателей под названием Deneb. Он работает на жидком кислороде и жидком метане и обеспечивает тягу 67 кН. Выбор топлива намекает на многоразовое будущее космических полётов, которое Impulse Space надеется реализовать. «SpaceX нужно 1000 тонн [топлива] для заправки Starship, — говорит Мюллер. — Нам достаточно глотка [по сравнению с ним]. Мы возьмём наши 14 тонн и будем рады за них заплатить. И мы сможем продолжать использовать их повторно».

Impulse Space сейчас производит компоненты двигателя Deneb, испытания которых должны начаться в марте. Затем компания планирует начать тестирование полной сборки двигателя. Дебют космического корабля Helios должен состояться в 2026 году. Возможно, к тому моменту он окажется не единственным подобным аппаратом — Blue Origin объявила о планах создания космического корабля Blue Ring с полезной нагрузкой до 3 тонн.