Обслуживание космической инфраструктуры

Space Infrastructure Service ( SIS ) — это концепция космического корабля, разрабатываемая канадской аэрокосмической фирмой MDA для работы в качестве небольшой космической дозаправочной станции для спутников связи на геостационарной орбите . ^{[ 1 ]}

В июне 2017 года SSL (компания MDA, Пало-Альто, Калифорния) объявила о своем первом коммерческом клиенте, люксембургском владельце / операторе спутниковой связи SES SA.

Maxar приобрела SSL, затем в 2019 году SSL отказалась от проекта SSP. ^{[ 2 ]}

История

В начале 2010 года корпорация MDA небольшого проекта дозаправки объявила о разработке на геостационарной орбите. Суть проекта заключалась в том, чтобы создать один космический корабль, который будет дозаправлять другие космические корабли на орбите в качестве демонстрации обслуживания спутников. В объявлении 2010 года указывалось, что MDA уже подписала опционное соглашение «с неустановленным оператором спутникового парка, который согласился предоставить устаревший телекоммуникационный космический корабль для дозаправки в качестве первого заказчика». ^{[ 3 ]} Предполагаемые миссии включали не только дозаправку спутников, но и борьбу с космическим мусором , включая способность корабля «выталкивать мертвые спутники на орбиты кладбища ». ^{[ 3 ]}

Первоначальный технический проект включал в себя транспортное средство с топливным складом, которое должно было маневрировать к действующему спутнику связи , стыковаться с двигателем апогея целевого спутника , снимать небольшую часть теплозащитного покрытия целевого космического корабля , подключаться к линии подачи топлива и доставлять топливо. топливо . В 2010 году было подсчитано, что «маневр стыковки выведет спутник связи из строя примерно на 20 минут». ^{[ 3 ]}

Потенциальная бизнес-модель сервиса по состоянию на март 2010 г. ^[update], будет «просить клиентов платить за килограмм топлива, успешно добавленного в их спутник, причем цена за килограмм будет зависеть от дополнительного дохода, который оператор может ожидать получить от продления срока службы космического корабля». ^{[ 3 ]}

В марте 2011 года MDA объявила, что Intelsat станет их первым партнером по запуску и что корабль SIS может быть готов к запуску уже в 2015 году, при этом Intelsat предоставит до 280 миллионов долларов США в течение периода, в течение которого будут предоставляться орбитальные услуги. части спутникового парка Intelsat. ^{[ 4 ]}

По состоянию на ноябрь 2011 г. ^[update]MDA приостановило миссию по обслуживанию спутников, ожидая принятия в ближайшее время важных решений относительно масштабов и деталей запланированных миссий по обслуживанию спутников США гражданскими и оборонными агентствами NASA и DARPA . MDA хочет «просмотреть заявки НАСА и DARPA, посмотреть, что в них содержится, может ли [MDA] подавать заявки как канадская компания или как американская компания». ^{[ 5 ]} Главный исполнительный директор MDA Дэниел Э. Фридманн сказал: «Мы не можем просто идти вперед. Я знаю, что все говорят, что правительство не является конкурентом, и да, буквально они не конкуренты. Но весь наш бизнес направлен на то, чтобы отвоевать у правительства бизнес». а затем вывести эту технологию двойного назначения на коммерческий рынок». ^{[ 5 ]}

В феврале 2012 года MDA заявило, что ожидает «решения по тендеру на контракт с Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), прежде чем принять решение о том, стоит ли отложить работу над аппаратом для обслуживания спутников и выполнения других работ на орбите». ^{[ 6 ]}

В статье в журнале The Space Review за июнь 2012 года обсуждался и сравнивался ряд подходов к обслуживанию спутников. Сообщается, что концепция обслуживания космической инфраструктуры MDA несколько сложнее, чем конкурирующий ViviSat (автомобиль расширения миссии), и считается похожей на концепции, которые НАСА исследует экспериментально с помощью испытательной платформы под названием Robotic Refueling Mission, летающей на Международном полете. Космическая станция (МКС) в период 29–32 экспедиций в 2011–2013 годах. Подход MDA «будет использовать свои манипуляторы для дозаправки или ремонта космического корабля. Первоначальное объявление MDA о SIS в марте 2011 года предполагало использование ее для развертывания застрявших [солнечных] батарей — как в случае с Intelsat 19 — или захвата мусора . Прямая дозаправка Роботизированное создание спутника — задача нетривиальная, но вполне осуществимая». ^{[ 1 ]}

Для сравнения, программа DARPA « Проект Феникс» имеет еще более сложную концепцию миссии: «совместно собирать и повторно использовать ценные компоненты со спутников на орбите, которые были выведены из эксплуатации. DARPA предполагает создание обслуживающего космического корабля, который мог бы снимать солнечную батарею, антенну или другие Компонент от несуществующего спутника и транспортировка его на другой спутник, будь то недавно построенный космический корабль или нуждающийся в ремонте «Феникс» на самом деле сводится к возвращению к вышедшим из строя, не взаимодействующим, неконтролируемым спутникам, которые были оставлены умирать в космосе. по сути, геосинхронную орбиту-кладбище , и посмотрим, сможем ли мы возродить возможности этих спутников или этих спутниковых компонентов». ^{[ 1 ]}

В марте 2016 года « Роботизированное обслуживание геосинхронных спутников » (RSGS) стало новым названием DARPA для проекта «Феникс». В феврале 2017 года DARPA выбрало компанию SSL, принадлежащую MDA в Пало-Альто, Калифорния, в качестве своего коммерческого партнера по программе RSGS. ^{[ 7 ]} В июне 2017 года SSL объявила о создании компании Space Infrastructure Services LLC (SIS), о своем контракте с SSL на создание первого роботизированного обслуживающего автомобиля SIS и о своем первом коммерческом клиенте, владельце / операторе спутников SES SA из Люксембурга. ^{[ 8 ]}

Заброшенный

SSL (как Maxar) отказался от проекта DARPA в январе 2019 года. ^{[ 2 ]}

Демонстрационные проекты по дозаправке в космосе

МДА

По состоянию на март 2011 г. ^[update]Компания MDA нашла своего первого крупного заказчика для первоначального демонстрационного проекта. Intelsat заключил предварительное соглашение на закупку половины полезного топлива массой 2000 кг (4400 фунтов), которое космический корабль MDA должен будет вывести на геостационарную орбиту . Предполагалось, что такая покупка продлит где-то от двух до четырех лет дополнительного срока службы пяти спутников Intelsat, при условии, что на каждый спутник будет доставлено 200 кг топлива. ^{[ 9 ]}

Предполагалось, что SIS будет иметь набор инструментов, предназначенный для открытия большинства из примерно 40 типов «заправочных систем на борту спутников, находящихся сейчас на геостационарной орбите». ^{[ 10 ]}

Технические детали

План обслуживания первого спутника демонстрационной миссии был следующим: ^{[ 10 ]}

«Intelsat [выберет] один из своих спутников, приближающихся к выводу из эксплуатации, для перевода на стандартную орбиту захоронения примерно в 200–300 километрах над геостационарной дугой в 36 000 километров над экватором».
MDA [должна была] «запустить сервисную службу SIS, которая [должна была] встретиться и состыковаться со спутником Intelsat, [и прикрепиться] к кольцу вокруг разгонного двигателя спутника ».
Управляемая с наземной станции , «роботизированная рука SIS [должна была] пройти через сопло апогейного двигателя, чтобы найти и отвинтить крышку топливного бака спутника».
«Транспортное средство SIS [затем] повторно закроет крышку топливного бака после доставки согласованного количества топлива, а затем отправится на следующую миссию».

Продление миссии после демонстрации

Помимо дозаправки и обслуживания геостационарных спутников связи топливом, которое первоначально запускается вместе с кораблем, корабль SIS проектируется с возможностью орбитального маневрирования для сближения с запасным топливным баллоном после развертывания 2000 кг топлива в первом полете. нагрузки, что позволяет осуществлять дальнейшую дозаправку дополнительных спутников после завершения первоначальной миссии по обслуживанию нескольких спутников. ^{[ 10 ]}

Развитие технологий НАСА

Коммерческий интерес MDA к роботизированной дозаправке в космосе усилился в 2013 году, когда НАСА завершило демонстрационную миссию (фаза 2) по роботизированной дозаправке спутникового оборудования, которое никогда не предназначалось для дозаправки. обширную серию с роботизированным приводом экспериментов по перекачке топлива на открытой платформе Международной космической станции (RRM) завершила В январе 2013 года миссия НАСА по роботизированной дозаправке (МКС) . ^{[ 11 ]} Миссия НАСА по дозаправке роботов была запущена в 2011 году. Набор экспериментов включал ряд топливных клапанов , сопел и уплотнений, аналогичных тем, которые используются на самых разных коммерческих и правительственных спутниках, а также серию из четырех прототипов инструментов, которые можно было прикрепить к дистальный конец роботизированной руки космической станции . Каждый инструмент представлял собой прототип устройства, которое «может быть использовано будущими миссиями по обслуживанию спутников для дозаправки космических кораблей на орбите. RRM — это первая демонстрация дозаправки в космосе с использованием платформы и топливного клапана, характерных для большинства существующих спутников, которые никогда не были предназначены для дозаправка». ^{[ 11 ]}

Конкурентные подходы

Существуют конкурентоспособные в космосе конструктивные альтернативы перекачке топлива в системе управления реакцией (RCS). ViviSat ( Машина расширения миссии ) иллюстрирует один альтернативный подход, который будет подключаться к целевому спутнику аналогично MDA SIS, через кик-двигатель, но без передачи топлива. Вместо этого ViviSat будет использовать «свои собственные двигатели для обеспечения ориентации цели». ^{[ 12 ]} ViviSat считает, что их подход проще и может работать с меньшими затратами, чем MDA, при этом имея техническую возможность стыковаться с большим количеством (90%) из примерно 450 геостационарных спутников на орбите. ^{[ 12 ]}

В сентябре 2012 года Германии Космическое управление DLR объявило о финансируемом проекте разработки по созданию комплекта космических кораблей из двух аппаратов для демонстрации нескольких технологий, необходимых для обслуживания спутников на орбите, включая дозаправку космических кораблей , чтобы обеспечить продление миссии спутника, а также контролируемую утилизацию космического корабля. неисправный спутник . Проект называется «DEOS» (Немецкая миссия по орбитальному обслуживанию) и состоит из «двух спутников, «клиента» и «сервисного центра». Клиент выступает в роли спутника, требующего обслуживания или утилизации. Сервисный центр выполняет необходимые работы по клиент». Два космических корабля будут запущены вместе на низкую околоземную орбиту высотой 550 км (340 миль). По состоянию на 2012 год ^[update]Миссия "будет готова к запуску в 2018 году". ^{[ 13 ]} EADS Astrium Friedrichshafen является генеральным подрядчиком этапа определения проекта DEOS, стоимость контракта составляет около 13 миллионов евро. ^{[ 13 ]} ^{[ нужно обновить ]}

См. также

Орбитальный экспресс - спонсируемая правительством США в 2007 году миссия по тестированию обслуживания спутников в космосе с использованием двух аппаратов, изначально предназначенных для дозаправки на орбите и замены подсистем.
Ремонтный прототип спутника – микроспутник 2018 г. с двумя роботизированными руками

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Фауст, Джефф (25 июня 2012 г.). «Космическая отрасль борется с обслуживанием спутников» . Космический обзор . Проверено 4 июля 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Эрвин, Сандра (30 января 2019 г.). «Выход Maxar из программы обслуживания спутников DARPA — предостерегающая история» . Космические новости .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д де Сельдинг, Питер Б. (3 марта 2010 г.). «MDA Проектирование космических аппаратов орбитального обслуживания» . Космические новости. Архивировано из оригинала 5 января 2013 года . Проверено 14 марта 2011 г. MDA подписала опцион с неустановленным оператором спутникового парка, который согласился предоставить устаревший телекоммуникационный космический корабль для операции дозаправки в качестве первого заказчика... корабль-заправщик пристыкуется к двигателю апогея целевого спутника, оторвет часть теплозащитное одеяло корабля, подсоединитесь к топливопроводу и подайте топливо. По оценкам представителей MDA, маневр стыковки выведет спутник связи из строя примерно на 20 минут. ... Срок службы обслуживающего робота на орбите составит около пяти лет, и он будет иметь достаточно топлива для выполнения 10 или 11 миссий по дозаправке спутников или очистке орбиты.
^ «Intelsat выбирает MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. для спутникового обслуживания» . Группа компаний CNW. Архивировано из оригинала 12 мая 2011 года . Проверено 15 марта 2011 г. MDA планирует вывести свой аппарат обслуживания космической инфраструктуры («SIS») на ближнюю геостационарную орбиту, где он будет обслуживать коммерческие и правительственные спутники, нуждающиеся в дополнительном топливе, перемещении или другом обслуживании. ... MDA и Intelsat будут работать вместе над окончательной доработкой спецификаций и других требований в течение следующих шести месяцев, прежде чем обе стороны одобрят этап разработки программы. Первая дозаправочная станция должна быть доступна через 3,5 года после начала этапа строительства. ... Услуги, предоставляемые MDA компании Intelsat в рамках этого соглашения, оцениваются более чем в 280 миллионов долларов США.
^ Перейти обратно: ^а ^б де Сельдинг, Питер (1 ноября 2011 г.). «MDA приостанавливает спутниковое обслуживание; сообщает, что основные предприятия преуспевают» . Космические новости. Архивировано из оригинала 2 февраля 2013 года . Проверено 5 ноября 2011 г.
↑ Судьба канадского проекта обслуживания спутников ожидает решения DARPA SpaceNews, 1 марта 2012 г.
^ http://www.darpa.mil/news-events/2017-02-09. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «Разведка Земли и космическая инфраструктура» .
^ де Сельдинг, Питер Б. (14 марта 2011 г.). «Intelsat подписался на услугу дозаправки спутников» . Космические новости. Архивировано из оригинала 24 мая 2012 года . Проверено 15 марта 2011 г. Если космический корабль MDA будет работать так, как запланировано, Intelsat заплатит MDA в общей сложности около 200 миллионов долларов США. Это предполагает, что на четыре-пять спутников будет выделено около 200 килограммов топлива. ... Первый полет корабля состоится на International Launch Services (ILS) Proton ракете-носителе , заявили представители отрасли. Один из чиновников сообщил, что космический корабль MDA, включая 2000 килограммов топлива для дозаправки, при запуске, вероятно, будет весить около 6000 килограммов.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с де Сельдинг, Питер Б. (18 марта 2011 г.). «Intelsat подписывается на услугу спутниковой дозаправки MDA» . Космические новости. Архивировано из оригинала 21 марта 2012 года . Проверено 20 марта 2011 г. более 40 различных типов систем заправки... SIS будет иметь на борту достаточно инструментов, чтобы открыть 75 процентов систем заправки на борту спутников, находящихся сейчас на геостационарной орбите. ... космический корабль SIS рассчитан на работу на орбите в течение семи лет, но, вероятно, он сможет работать гораздо дольше. Ключом к бизнес-модели является способность MDA запускать запасные канистры с топливом, которые будут захватываться SIS и использоваться для дозаправки десятков спутников в течение нескольких лет. Эти контейнеры будут намного легче, чем машина SIS, и, следовательно, их запуск будет намного дешевле.
^ Перейти обратно: ^а ^б Кларк, Стивен (25 января 2013 г.). «Испытательный стенд для дозаправки спутников завершает демонстрацию на орбите» . Космический полет сейчас . Проверено 26 января 2013 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Морринг, Фрэнк младший (22 марта 2011 г.). «Конец космическому мусору?» . Авиационная неделя . Проверено 21 марта 2011 г. ViviSat, новое совместное предприятие US Space и ATK (50 на 50), продает космический корабль-заправщик, который соединяется с целевым космическим кораблем, используя тот же подход «зонд в двигателе», что и MDA, но не передает топливо. . Вместо этого машина становится новым топливным баком, использующим собственные двигатели для управления ориентацией цели. ... Концепция [ViviSat] не так далеко продвинулась, как MDA.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Astrium выигрывает контракт DEOS на демонстрацию обслуживания на орбите» . EADS Астриум. 13 сентября 2012 года. Архивировано из оригинала 16 октября 2012 года . Проверено 25 сентября 2012 г.

Внешние ссылки

[sr20120625-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Фауст, Джефф (25 июня 2012 г.). «Космическая отрасль борется с обслуживанием спутников» . Космический обзор . Проверено 4 июля 2012 г.

[Maxar-exit-SSP-2] Перейти обратно: ^а ^б Эрвин, Сандра (30 января 2019 г.). «Выход Maxar из программы обслуживания спутников DARPA — предостерегающая история» . Космические новости .

[sn20100303-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д де Сельдинг, Питер Б. (3 марта 2010 г.). «MDA Проектирование космических аппаратов орбитального обслуживания» . Космические новости. Архивировано из оригинала 5 января 2013 года . Проверено 14 марта 2011 г. MDA подписала опцион с неустановленным оператором спутникового парка, который согласился предоставить устаревший телекоммуникационный космический корабль для операции дозаправки в качестве первого заказчика... корабль-заправщик пристыкуется к двигателю апогея целевого спутника, оторвет часть теплозащитное одеяло корабля, подсоединитесь к топливопроводу и подайте топливо. По оценкам представителей MDA, маневр стыковки выведет спутник связи из строя примерно на 20 минут. ... Срок службы обслуживающего робота на орбите составит около пяти лет, и он будет иметь достаточно топлива для выполнения 10 или 11 миссий по дозаправке спутников или очистке орбиты.

[cnw20110315-4] «Intelsat выбирает MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. для спутникового обслуживания» . Группа компаний CNW. Архивировано из оригинала 12 мая 2011 года . Проверено 15 марта 2011 г. MDA планирует вывести свой аппарат обслуживания космической инфраструктуры («SIS») на ближнюю геостационарную орбиту, где он будет обслуживать коммерческие и правительственные спутники, нуждающиеся в дополнительном топливе, перемещении или другом обслуживании. ... MDA и Intelsat будут работать вместе над окончательной доработкой спецификаций и других требований в течение следующих шести месяцев, прежде чем обе стороны одобрят этап разработки программы. Первая дозаправочная станция должна быть доступна через 3,5 года после начала этапа строительства. ... Услуги, предоставляемые MDA компании Intelsat в рамках этого соглашения, оцениваются более чем в 280 миллионов долларов США.

[sn20111101-5] Перейти обратно: ^а ^б де Сельдинг, Питер (1 ноября 2011 г.). «MDA приостанавливает спутниковое обслуживание; сообщает, что основные предприятия преуспевают» . Космические новости. Архивировано из оригинала 2 февраля 2013 года . Проверено 5 ноября 2011 г.

[6] Судьба канадского проекта обслуживания спутников ожидает решения DARPA SpaceNews, 1 марта 2012 г.

[7] ttp://www.darpa.mil/news-events/2017-02-09. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[8] «Разведка Земли и космическая инфраструктура» .

[sn20110314-9] де Сельдинг, Питер Б. (14 марта 2011 г.). «Intelsat подписался на услугу дозаправки спутников» . Космические новости. Архивировано из оригинала 24 мая 2012 года . Проверено 15 марта 2011 г. Если космический корабль MDA будет работать так, как запланировано, Intelsat заплатит MDA в общей сложности около 200 миллионов долларов США. Это предполагает, что на четыре-пять спутников будет выделено около 200 килограммов топлива. ... Первый полет корабля состоится на International Launch Services (ILS) Proton ракете-носителе , заявили представители отрасли. Один из чиновников сообщил, что космический корабль MDA, включая 2000 килограммов топлива для дозаправки, при запуске, вероятно, будет весить около 6000 килограммов.

[sn20110318-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с де Сельдинг, Питер Б. (18 марта 2011 г.). «Intelsat подписывается на услугу спутниковой дозаправки MDA» . Космические новости. Архивировано из оригинала 21 марта 2012 года . Проверено 20 марта 2011 г. более 40 различных типов систем заправки... SIS будет иметь на борту достаточно инструментов, чтобы открыть 75 процентов систем заправки на борту спутников, находящихся сейчас на геостационарной орбите. ... космический корабль SIS рассчитан на работу на орбите в течение семи лет, но, вероятно, он сможет работать гораздо дольше. Ключом к бизнес-модели является способность MDA запускать запасные канистры с топливом, которые будут захватываться SIS и использоваться для дозаправки десятков спутников в течение нескольких лет. Эти контейнеры будут намного легче, чем машина SIS, и, следовательно, их запуск будет намного дешевле.

[sfn20130125-11] Перейти обратно: ^а ^б Кларк, Стивен (25 января 2013 г.). «Испытательный стенд для дозаправки спутников завершает демонстрацию на орбите» . Космический полет сейчас . Проверено 26 января 2013 г.

[av20110321-12] Перейти обратно: ^а ^б Морринг, Фрэнк младший (22 марта 2011 г.). «Конец космическому мусору?» . Авиационная неделя . Проверено 21 марта 2011 г. ViviSat, новое совместное предприятие US Space и ATK (50 на 50), продает космический корабль-заправщик, который соединяется с целевым космическим кораблем, используя тот же подход «зонд в двигателе», что и MDA, но не передает топливо. . Вместо этого машина становится новым топливным баком, использующим собственные двигатели для управления ориентацией цели. ... Концепция [ViviSat] не так далеко продвинулась, как MDA.

[ea20120913-13] Перейти обратно: ^а ^б «Astrium выигрывает контракт DEOS на демонстрацию обслуживания на орбите» . EADS Астриум. 13 сентября 2012 года. Архивировано из оригинала 16 октября 2012 года . Проверено 25 сентября 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]