От зората на космическата ера – изстрелването на Спутник I през 1957 г., хората са изпратили над 15 000 сателита в орбита. Малко над половината все още функционират. Останалите – след изчерпване на горивото и приключване на експлоатационния им живот, или са изгорели в атмосферата, или още обикалят около планетата като безполезни парчета метал.
Като такива, те представляват заплаха за Международната космическа станция и за други спътници, като Европейската космическа агенция изчислява, че до момента са се случили над 640 „счупвания, експлозии, сблъсъци или аномални събития, водещи до фрагментация“.
Това е създало аура от космически боклук около Земята, съставена от 36 500 обекта, по-големи от 10 см, както и огромни 130 млн. фрагмента до 1 см. Почистването на тези отпадъци е скъпо и сложно и въпреки няколкото плана, все още няма осезаеми резултати.
Един от начините човечеството да се справи с проблема е да спре да произвежда още боклуци – като презарежда сателитите, вместо да ги извежда от експлоатация, след като мощността им свърши.
„В момента не можете да заредите с гориво сателит в орбита“, казва Даниел Фабер, главен изпълнителен директор на Orbit Fab. Но неговата базирана в Колорадо компания иска да промени това.
„Когато горивото на сателитите свърши, те се превръщат в опасни отломки, носещи се наоколо с много висока скорости и рискуващи сблъсъци“, обяснява Фабер. „Липсата на гориво създава цяла парадигма, спрямо която хората проектират космическите си мисии. Не можем да правим ремонти и поддръжка, не можем да надграждаме нищо. Има толкова много неща, които не можем да правим и работим по много ограничен начин. Това е решението, което се опитваме да предложим“, допълва той.
Космическа хирургия

Снимка: Getty Images
Концепцията за зареждане и обслужване на сателити в орбита беше въведена от НАСА през 2007 г., когато – в сътрудничество с DARPA (изследователското звено на Министерството на отбраната на САЩ) и Boeing – стартира мисията Orbital Express. Тя включваше два специално създадени сателита, които успешно се скачваха и прехвърляха гориво. По-късно НАСА работи върху мисията за роботизирано зареждане с гориво (RRM), която допълнително изследва предизвикателствата при този процес на съществуващите сателити.
Сега агенцията работи върху OSAM-1, който трябва да бъде изстрелян през 2026 г. и ще се опита да зареди с гориво Landsat-7, сателит за наблюдение на Земята, с изерпани мощности.
„Това е мисия за зареждане с гориво на сателит, който не е бил подготвен за зареждане с гориво“, казва Фабер. „Той трябва да се разреже, за да получи екипът достъп до тръбите за гориво. Това дава впечатляваща способност за ремонт на сателити, но си има цена“. От НАСА отбелязват, че OSAM-1 ще струва общо около 2 млрд. долара.
Orbit Fab няма планове да се занимава със съществуващия флот от сателити. Вместо това, иска да се съсредоточи върху тези, които още не са пуснати на пазара, и да ги оборудва със стандартизиран порт – RAFTI, което драстично ще опрости операцията по зареждане с гориво, запазвайки цената ниска.
 

Вижте тази публикация в Instagram.

Публикация, споделена от Orbit Fab | Spacecraft Refueling (@orbitfab)

 
„Това, което се стремим да правим, е да създадем евтина инфраструктура“, казва Фабер. „Все още няма достъпен в търговската мрежа порт за гориво за зареждане на сателит в орбита“.
Orbit Fab работи върху система, която включва пристанище за гориво, совалки за зареждане с гориво – които ще доставят горивото до сателит в нужда и цистерни или орбитални бензиностанции, от които совалките биха могли да вземат гориво. Компанията обяви цена от 20 млн. долара за доставка в орбита на хидразин – най-разпространеното сателитно гориво.
През 2018 г. компанията изстреля две тестови платформи към Международната космическа станция. През 2021 г. стартира Tanker-001 Tenzing – демонстратор на депо за гориво. Следващото изстрелване вече е планирано за 2024 г.
„Ние доставяме гориво в геостационарна орбита за мисия, която се изпълнява от Изследователската лаборатория на ВВС“, казва Фабер. „В момента те го третират като демонстрация, но предизвиква голям интерес у хората, които осъзнават стойността на зареждането с гориво.“
Първият частен клиент на Orbit Fab ще бъде Astroscale, японска компания за обслужване на сателити, която разработи първия сателит, предназначен за зареждане с гориво. Наречен LEXI, понастоящем е планирано да излети в открития космос през 2026 г.
Оригинален подход

Снимка: iStock
Според Симон Д’Амико, доцент по астронавтика в Станфордския университет, обслужването в орбита е един от ключовете за осигуряване на безопасно и устойчиво развитие на космоса. „Можете ли да си представите инфраструктура за наземна мобилност, пътища и градове, без бензиностанции и автосервизи? Можете ли да си представите коли за еднократна употреба или самолети?“, пита той. „Развитието на космическата инфраструктура и разпространението на космически активи достигат критичен обем, който вече не е устойчив без промяна на парадигмата“, отбелязва специалистът.
Д’Амико добавя, че има много причини, поради които това не се е случило по-рано, включително липсата на осъзната необходимост предвид ограничения брой космически кораби и факта, че технологията за обслужване в орбита едва сега е станала икономически жизнеспособна поради напредък в сателитната миниатюризация.
„Това вероятно е единствената компания в света, която се е позиционирала да разположи „бензиностанции“ в орбита“, казва той. „Мисля, че подходът ѝ е наистина визионерски и може да се изплати в средносрочен до дългосрочен план. Въпреки това има висок риск в краткосрочен план, тъй като сателитите трябва да бъдат проектирани с оглед на възможността за многократна употреба и зареждане с гориво“.
Първоначално Orbit Fab планира да намери пазар като доставчик на гориво за компании, подобни на Astroscale, които планират да инспектират, ремонтират и надграждат сателити в орбита или да събират отпадъци. Според Фабер успехът в този сектор би могъл да убеди големите телекомуникационни корпорации, които оперират с голям брой сателити, да „разтърсят“ своя бизнес модел и да прегърнат идеята за обслужване и зареждане с гориво.
Той добавя, че след като моделът на изпращане и доставяне на гориво в орбита бъде установен, следващата стъпка е да започнем да произвеждаме горивото там. „След 10 или 15 години бихме искали да строим рафинерии в орбита“, казва той, „преработвайки материал, който се изстрелва от земята, в набор от продукъи, които хората искат да купят: въздух и вода за търговски космически станции, изходни минерали за 3D принтер за отглеждане на растения. Ние искаме да бъдем индустриален доставчик на химикали за нововъзникващата комерсиална космическа индустрия.“
Източник: CNN
ОЩЕ ПО ТЕМАТА:
Добивът на метали от астероиди може да изпревари земния в бъдеще