В МАИ разработали новую модель межпланетного буксира
26 октября 2022
Всё чаще перед космонавтикой встаёт вопрос о перемещении массивных грузов между орбитами или даже планетами. Для решения этой проблемы в МАИ разработали математическую модель межорбитального (межпланетного) буксира модульной конструкции «Марафон».
Это специализированный космический аппарат, состоящий из двух частей: неуправляемого корабля (многоразового пользования) и танкера (одноразового пользования). Первый из них как раз и называется «Марафон» — это непосредственно буксир, который один раз выводится на ракете на орбиту и остаётся там многие годы. Танкер после выполнения своей функции будет утилизирован. Основное предназначение буксира — обеспечение топливом в объёме до 20 тонн орбитальных станций в лунных пилотируемых миссиях. Однако, согласно мнению разработчиков, «Марафон» сможет перевозить в космическом пространстве и технические грузы.
Над проектом работают два студента 2-го курса магистратуры направления «Ракетные комплексы и космонавтика» кафедры «Стартовые комплексы» института № 12 МАИ Герман Соловьёв и Александр Гнатюк. Руководит работой доктор технических наук, заслуженный испытатель космической техники, профессор кафедры «Стартовые комплексы» Алексей Григорьевич Гончар.
В процессе работы над проектом маёвцами были проведены энерго-массовые, баллистические и прочностные расчёты для ключевых составных частей космического буксира. Разработаны трёхмерные модели для уточнения компоновки и определения предварительных проектных параметров для их дальнейшей проработки. Проведённые работы позволят создать многофункциональную базовую платформу и широкий перечень устройств для её оснащения.Так, были рассмотрены требования к возможной научной аппаратуре на борту, манипуляторам, захватным и стыковочным устройствам, размерам солнечных батарей для питания.
— Безусловно, идея создания межорбитальных буксиров не нова, даже в рамках лунных программ. Организациями отрасли велись и ведутся работы по созданию данных изделий на различных физических принципах двигательных установок. Главным преимуществом нашего проекта можно считать возможность стыковки с орбитальными станциями, так как на борту отсутствуют мощные источники ионизирующего излучения, — говорит участник проекта, студент МАИ Герман Соловьёв.
За один полёт к орбите Луны и обратно «Марафон» «съедает» 22 тонны горючего. Зато и доставлять груз на расстояние в 400 000 км (траектория полёта к Луне) «Марафон» будет всего пять суток.
Ещё одна особенность маёвской разработки — упрощение и удешевление процесса стыковки.
— Обычно стыковка космической станции и корабля происходит по принципу взаимных измерений, что значительно усложняет радиотехнические средства цели. Наш буксир будет производить стыковку путём собственных, односторонних измерений. Данная система уже предложена НАСА в рамках миссии по возврату марсианского грунта, однако там она строится исключительно на оптических и лазерных средствах. Мы же ориентируемся на радиолокационную систему поиска. Тем самым, на танкере достаточно установить несложный передатчик мощностью в несколько ватт, который будет захвачен на дистанции 40-50 км средствами буксира. Установка дорогостоящего измерительного оборудования на одноразовом танкере не требуется, — говорит Герман Соловьёв.
«Марафон» представляет из себя две получасти, соединённые подвижным механизмом, в пределах которого размещается полезная нагрузка. Две телескопических опоры позволяют сильно уменьшить продольную длину изделия при старте и разложить его непосредственно на орбите. Поперечное сечение имеет вытянутую форму. Это позволяет выводить сразу два изделия под одним головным обтекателем перспективной ракеты-носителя тяжёлого класса либо одно на ракете-носителе среднего класса.
