Miniaturización - una nueva tendencia de la cosmonauta.
Satélite británico STRaND-1. Fuente: www.ubergizmo.com
Los nanosatélites pronto se convertirán en parte de los sistemas de combate a la par de drones
En los Estados Unidos publicó un informe con un pronóstico comercial del desarrollo del mercado global para satélites militares. En 2012, este segmento de la industria espacial se estimó en 11,8 mil millones de dólares. Los autores del informe creen que crecerá anualmente en un 3,9%. Y en 2022, el año alcanzará los mil millones de 17,3.
Cabe señalar que los pronósticos a largo plazo en el campo de la astronáutica siempre han sido, para decirlo suavemente, poco fiables. El desarrollo de la industria está muy influenciado por la política y la economía. A menudo, la financiación del proyecto depende de las ambiciones del liderazgo del país. Y más a menudo - sobre el estado de la economía. En una crisis, comienzan a ahorrar en los programas más costosos con un ciclo de retorno a largo plazo. Y la forma más fácil de secuestrar es ocultar el gasto en espacio.
Pero últimamente, un factor de influencia más fuerte ha invadido el programa espacial, el rápido cambio de las generaciones tecnológicas. Ahora es imposible alargar el tiempo de creación de una nave espacial (AK) en 10 - 15 años, que solía ser la norma. Durante este tiempo, el dispositivo tiene tiempo para volverse obsoleto y no comenzar a funcionar. Esto sucedió a los satélites de comunicación pesados a finales del siglo XX. Las líneas de comunicación de fibra óptica, que en poco tiempo han enredado a todo el mundo, han hecho que la comunicación a larga distancia sea generalmente accesible, barata y confiable. Como resultado, docenas de transpondedores de satélite no tuvieron demanda, lo que resultó en grandes pérdidas.
El rápido cambio de las generaciones tecnológicas ha llevado al desarrollo de las principales tendencias en el diseño y la producción de naves espaciales: esto es miniaturización, modularidad y economía. Los satélites se hacen más pequeños en tamaño y masa, requieren menos energía, en el diseño y la fabricación se utilizan elementos y ensamblajes listos para usar, lo que reduce significativamente el tiempo y el costo de producción. Y el costo de lanzar un satélite ligero es más barato.
La navegación está en todas partes
Actualmente, la cantidad de lanzamientos de espacio en el mundo es mucho menor que en 1970 - 1980-s. Esto se debe principalmente a un aumento significativo en la capacidad de supervivencia de la nave espacial. La vida normal de los satélites en órbita es 15 - 20 años. Ya no es necesario, ya que para entonces el satélite inevitablemente se volverá moralmente obsoleto.
Entre las naves militares, la proporción de satélites de comunicaciones es 52,8%, reconocimiento y vigilancia - 28,4%, satélites de navegación ocupan 18,8%. Pero es el sector de los satélites de navegación que tiene una tendencia al alza constante.
En la actualidad, la constelación orbital de los satélites de navegación de los EE. UU. Del sistema GPS NAVSTAR comprende una nave espacial 31, que funciona según lo previsto. Desde 2015, se planea reemplazar la agrupación con satélites de tercera generación como parte del desarrollo del sistema a GPS III. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos planea adquirir un total de hasta la nave espacial 32 GPS III.
Roskosmos planea alcanzar la precisión de determinar las coordenadas utilizando el sistema GLONASS en menos de 2020 cm para el año de 10, dijo el ministro Vladimir Popovkin en una reunión del gobierno ruso, donde se consideró el programa espacial anterior al 2020. "Hoy en día, la precisión de la medición es de los medidores 2,8, para el año 2015 alcanzamos el medidor 1,4, para el año 2020 de los medidores 0,6", dijo el jefe de Roscosmos, señalando que "con las adiciones implementadas hoy, de hecho, será menor que 10". centímetros de precisión ". Las adiciones son estaciones terrestres con una corrección diferencial de la señal de navegación. Al mismo tiempo, la agrupación orbital GLONASS actual debe reemplazarse con la nave espacial de la próxima generación, cuyo número se llevará a 30.
La Unión Europea, junto con la Agencia Espacial Europea, crea su sistema de navegación. Se planificó en 2014 - 2016 para crear una agrupación de 30 KA - 27 que funciona en el sistema y una copia de seguridad de 3. Debido a la crisis económica, estos planes pueden moverse por varios años.
Satélite chino "beidou". Fuente: kp.by
En 2020, el PRC pretende completar la creación del sistema nacional de navegación por satélite "Beidou". El sistema se puso en operación comercial en 27 el 2012 del año de diciembre como un sistema de posicionamiento regional, mientras que la constelación orbital fue satélites 16. Esto proporcionó una señal de navegación en China y los países vecinos. En 2020, la nave espacial 5 en órbita geoestacionaria y los satélites 30 deben desplegarse fuera de la órbita geoestacionaria, lo que permitirá que todo el planeta esté cubierto con una señal de navegación.
En junio, la India tiene previsto lanzar 2013 desde el puerto espacial en la isla Sriharikot, cerca de la costa sur de Andhra Pradesh, el primer satélite de navegación de su sistema nacional IRNSS (Sistema de Satélites de Navegación Regional de la India). El lanzamiento en órbita será llevado a cabo por el vehículo de lanzamiento indio PSLV-C22. Se planea lanzar el segundo satélite al espacio para el final de 2013. Cinco más se lanzarán en 2014 - 2015. De esta manera, se creará un sistema regional de navegación por satélite que cubrirá el subcontinente indio y otro 1,5 a mil km de sus fronteras con una precisión de 10 m.
Vehículo de lanzamiento indio PSLV. Fuente: Publicaciones Gestalt.
Japón siguió su propio camino creando el Sistema de satélites Quasi-Zenith (QZSS, “Sistema de satélites Quasi-Zenith”), un sistema de sincronización de hora y una corrección diferencial de la señal de navegación GPS para el territorio de Japón. Este sistema de satélite regional está diseñado para producir una señal de posición de mayor calidad cuando se usa GPS. Por separado, no funciona. El primer satélite Michibiki se lanzó a órbita en 2010. En los próximos años, está previsto retirar tres más. Las señales QZSS cubrirán Japón y el Pacífico occidental.
Móvil en órbita
La microelectrónica, quizás, se ha convertido en el área de más rápido desarrollo entre las tecnologías modernas. Samsung Electronics, Apple y Google, literalmente, en los próximos meses están listos para presentar una computadora-reloj inteligente. ¿Es de extrañar que las naves espaciales sean cada vez más pequeñas? Los nuevos materiales y las nanotecnologías hacen que los dispositivos espaciales sean más compactos, más ligeros y más económicos en el consumo de energía. Se puede considerar que la era de las pequeñas naves espaciales ya ha llegado. Según el peso, ahora se dividen en las siguientes categorías: hasta 1 kg - “pico”, hasta 10 kg - “nano”, hasta 100 kg - “micro”, hasta 1000 kg - “mini”. Incluso hace 10, los microsatélites en 50 - 60 kg parecían ser un logro sobresaliente. Ahora la tendencia mundial es nanosatélites. Ya lanzaron al espacio más que las piezas 80.
Al igual que la producción y el desarrollo de vehículos aéreos no tripulados (UAV) se llevan a cabo en muchos países que antes ni siquiera pensaban en su propia industria aeronáutica, el diseño de nanosatélites se lleva a cabo ahora en muchas universidades, laboratorios e incluso aficionados individuales. Además, el costo de tales dispositivos, ensamblados sobre la base de artículos terminados, es extremadamente bajo. A veces, la base del diseño de nanosatélite es un teléfono móvil normal.
Desde la India, se envió un teléfono inteligente a la órbita, que se utilizó como base para el satélite experimental Strand-1 en el marco del proyecto SAT-teléfono inteligente. El satélite fue desarrollado en el Reino Unido conjuntamente por el Centro Espacial de la Universidad de Surrey (SSC) y la Tecnología de Satélites de Surrey (SSTL). El peso del dispositivo es 4,3 kg, las dimensiones son 10x10x30, consulte. Además del teléfono inteligente, el dispositivo contiene el conjunto habitual de componentes en funcionamiento: fuente de alimentación y sistemas de control. En la primera etapa, el satélite será controlado por una computadora a bordo estándar, luego esta función la asumirá completamente el teléfono inteligente.
El sistema operativo Android con una serie de aplicaciones especialmente diseñadas le permite realizar una serie de experimentos. Con la aplicación iTesa, los valores del campo magnético se registrarán mientras el satélite se está moviendo. Con la ayuda de otra aplicación, la cámara incorporada tomará imágenes que se transmitirán para su publicación en Facebook y Twitter. Y esto es solo una pequeña parte del programa de investigación. La misión durará seis meses. El regreso a la Tierra no está previsto. La astronáutica dejó de ser la suerte de los elegidos.
Proyectos Nanosatélite
La conclusión más importante: las tecnologías militares y espaciales ya no son el motor del desarrollo de la industria civil. Por el contrario, los desarrollos de alta tecnología civil permiten el desarrollo de la tecnología espacial militar. Los ingresos de las empresas que producen bienes de demanda masiva son muchas veces más altos que los de las empresas de defensa. Los líderes de la electrónica mundial pueden gastar miles de millones de dólares en nuevos desarrollos. Y la fuerte competencia nos obliga a hacer todo en el menor tiempo posible.
Ataque de nanosatélites
En 2005, el cosmonauta ruso Salizhan Sharipov del lado de la Estación Espacial Internacional simplemente lanzó su mano al espacio el primer nanosatélite ruso TNS-1. El dispositivo con un peso de 4,5 kg se creó en solo un año en la RNII de Space Instrumentation para el dinero de la compañía. En esencia, ¿qué es un satélite? Este es un dispositivo en el espacio!
El TNS-1 barato en funcionamiento era generalmente casi gratis. No necesitaba el Centro de Control de la Misión, una enorme antena de transceptor, análisis de telemetría y mucho más. Pueden controlarse usando una computadora portátil mientras están sentados en un banco del parque. El experimento demostró que al usar una conexión móvil e Internet, puedes controlar un objeto espacial. Y las pruebas de vuelo pasaron 10 nuevos nodos de hardware. Si no fuera por el nanosatélite, tendrían que ser probados en el equipo a bordo de una de las futuras naves espaciales. Y esto es una pérdida de tiempo y grandes riesgos.
TNS-1 fue un gran avance. Podría tratarse de crear sistemas espaciales tácticos en el nivel de casi un comandante de batallón, como los pequeños vehículos aéreos no tripulados tácticos. Una unidad económica, ensamblada en la configuración deseada durante varios días y lanzada por un cohete ligero desde un avión de transporte, podría mostrar al comandante del campo de batalla, proporcionar comunicación y un sistema de control de enlace táctico automatizado. Dicha nave espacial podría ser de gran ayuda durante un conflicto local en Osetia del Sur y el Cáucaso del Norte.
Otra área importante es la eliminación de las consecuencias de los desastres naturales y los desastres causados por el hombre. Y también su advertencia. Los nanosatélites baratos con una validez de varios meses podrían mostrar el estado de la situación del hielo en una región en particular, mantener registros de incendios forestales, monitorear el nivel de agua durante la marea alta. Para el control operativo, puede ejecutar nanosatélites directamente sobre el territorio de desastres naturales para monitorear en línea los cambios en la situación. Pero resultó que las imágenes espaciales de Krymsk después de la inundación del Ministerio de Emergencias de la Federación Rusa se recibieron como ayuda caritativa de los Estados Unidos.
En el futuro, deberíamos esperar la introducción de nanosatélites en los sistemas de combate de los ejércitos avanzados del mundo, principalmente los Estados Unidos. Lo más probable es que no sea de un solo uso, sino el lanzamiento de pequeños satélites en enjambres enteros, que incluirán satélites de diferentes propósitos: comunicaciones, retransmisiones, sondeo de la superficie terrestre en diferentes bandas de ondas, contramedidas electrónicas, designación de objetivos, etc. Esto mejorará enormemente la capacidad de llevar a cabo una guerra sin contacto.
Si la miniaturización se convierte en una de las principales tendencias en el desarrollo de naves militares, el pronóstico de un aumento en el mercado de satélites militares fracasará. Por el contrario, disminuirá en términos monetarios. Sin embargo, las corporaciones aeroespaciales intentarán no perder las ganancias y ralentizar a los pequeños competidores. En Rusia, era posible. Los fabricantes de satélites pesados presionaron por la prohibición de la RNII de la instrumentación espacial para crear una nave espacial. Solo que ahora estábamos hablando nuevamente sobre el lanzamiento del nanosatélite TNS-2, que estaba listo hace ocho años.
La necesidad de una nave espacial de uso intensivo de energía pesada en órbitas cercanas a la Tierra continúa disminuyendo. Además, el equipo de tierra de los usuarios es cada vez más sensible y económico.
Los satélites pesados seguirán siendo la prerrogativa de los científicos. Los telescopios espaciales, el equipo de imágenes de alta resolución, las estaciones automáticas para explorar los planetas continuarán fabricándose y lanzándose en interés de toda la humanidad.
Los programas nacionales se centrarán en naves espaciales más baratas, adecuadas para la producción en masa y el uso operativo. El ejemplo de los UAV que se han incluido de manera contundente en los sistemas de combate de los países desarrollados lo demuestra claramente. Literalmente, han bastado décadas, los UAV de reconocimiento de choque han tomado su lugar en la USAF y sus aliados. No hay duda de que para 2020, la forma de los grupos orbitales cambiará de manera tan drástica. Habrá enjambres enteros de pico y nanosatélites.
Ahora estamos hablando de satélites femto con una masa de hasta 100. Si las computadoras se reducen al tamaño de un reloj de pulsera, pronto aparecerán satélites de una dimensión similar.
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