Miniaturisatie is een nieuwe trend in de ruimtevaart

8
Miniaturisatie is een nieuwe trend in de ruimtevaart
Britse satelliet STRaND-1. Bron: www.ubergizmo.com


Nanosatellieten zullen binnenkort deel uitmaken van gevechtssystemen die vergelijkbaar zijn met drones
In de Verenigde Staten is een rapport gepubliceerd met een commerciële prognose voor de ontwikkeling van de wereldwijde markt voor militaire satellieten. In 2012 werd dit segment van de ruimtevaartindustrie geschat op $ 11,8 miljard, en volgens de auteurs van het rapport zal het met 3,9% per jaar groeien. En in 2022 zal het 17,3 miljard dollar bedragen.

Opgemerkt moet worden dat langetermijnvoorspellingen op het gebied van ruimtevaart altijd, op zijn zachtst gezegd, onbetrouwbaar zijn geweest. De ontwikkeling van de industrie wordt sterk beïnvloed door politiek en economie. Vaak hangt de financiering van projecten af ​​van de ambities van het leiderschap van het land. En nog vaker - van de staat van de economie. In een crisis beginnen ze te besparen op de duurste programma's met een lange termijn terugkeercyclus. En de gemakkelijkste manier om te sekwestreren is obscure uitgaven aan ruimte.

Maar recentelijk is een sterkere invloedsfactor de ruimtevaart binnengedrongen - de snelle verandering van technologische generaties. Nu is het niet langer mogelijk om de termijn voor het maken van een ruimtevaartuig (AK) te verlengen met 10-15 jaar, wat vroeger de norm was. Gedurende deze tijd slaagt het apparaat erin verouderd te raken, zonder te beginnen te werken. Iets soortgelijks gebeurde aan het einde van de XNUMXe eeuw met zware communicatiesatellieten. Glasvezelcommunicatielijnen, die in korte tijd de hele wereld verstrikt hebben, maakten langeafstandscommunicatie openbaar, goedkoop en betrouwbaar. Als gevolg hiervan waren tientallen satelliettransponders niet in trek, wat grote verliezen veroorzaakte.

De snelle verandering van technologische generaties heeft geleid tot de ontwikkeling van de belangrijkste trends in het ontwerp en de fabricage van ruimtevaartuigen - dit is miniaturisatie, modulariteit, efficiëntie. Satellieten worden kleiner in omvang en gewicht, verbruiken minder energie, er worden kant-en-klare elementen en assemblages gebruikt bij het ontwerp en de fabricage, waardoor de productietijd en -kosten vele malen worden verminderd. En de kosten van het lanceren van een lichte satelliet zijn goedkoper.

Navigatie overal

Op dit moment is het aantal ruimtelanceringen in de wereld veel lager dan in de jaren zeventig en tachtig. Allereerst is dit te wijten aan een aanzienlijke toename van de overlevingskansen van het ruimtevaartuig. De normale levensduur van satellieten in een baan om de aarde is 1970-1980 jaar. Het is niet langer nodig, aangezien de satelliet tegen die tijd onvermijdelijk moreel verouderd zal zijn.

Onder militaire ruimtevaartuigen is het aandeel communicatiesatellieten 52,8%, verkenning en bewaking - 28,4%, navigatiesatellieten bezetten 18,8%. Maar het is de sector van navigatiesatellieten die een gestage opwaartse trend vertoont.

Op dit moment heeft de orbitale constellatie van Amerikaanse navigatiesatellieten van het NAVSTAR GPS-systeem 31 ruimtevaartuigen, die allemaal werken zoals bedoeld. Sinds 2015 is het de bedoeling om de constellatie te vervangen door satellieten van de derde generatie als onderdeel van de ontwikkeling van het systeem naar het GPS III-niveau. De Amerikaanse luchtmacht is van plan in totaal tot 32 GPS III-ruimtevaartuigen aan te schaffen.

Roskosmos is van plan om tegen 2020 minder dan 10 cm nauwkeurigheid te bereiken bij het bepalen van coördinaten met behulp van het GLONASS-systeem, zei hoofd van de afdeling Vladimir Popovkin tijdens een vergadering van de Russische regering, die het ruimteprogramma tot 2020 overwoog. "Vandaag is de meetnauwkeurigheid 2,8 meter, in 2015 zullen we 1,4 meter bereiken, in 2020 met 0,6 meter", zei het hoofd van Roscosmos, opmerkend dat "rekening houdend met de toevoegingen die vandaag zijn geïmplementeerd, volgens in feite, het zal minder dan 10 centimeter nauwkeurig zijn.” Add-ons zijn grondstations voor differentiële correctie van het navigatiesignaal. Tegelijkertijd moet de huidige GLONASS-orbitale constellatie worden vervangen door ruimtevaartuigen van de volgende generatie, waarvan het aantal zal worden verhoogd tot 30.

De Europese Unie creëert samen met de European Space Agency een eigen navigatiesysteem. Het was gepland in 2014-2016 om een ​​constellatie van 30 ruimtevaartuigen te creëren - 27 in het systeem en 3 reserve. Door de economische crisis kunnen deze plannen enkele jaren worden uitgesteld.

Chinese satelliet "Beidou". Bron: kp.by


In 2020 is China van plan de oprichting van het nationale satellietnavigatiesysteem "Beidou" te voltooien. Het systeem werd op 27 december 2012 commercieel in gebruik genomen als een regionaal plaatsbepalingssysteem, met een constellatie van 16 satellieten. Dit leverde een navigatiesignaal op in China en omringende landen. In 2020 moeten 5 ruimtevaartuigen in een geostationaire baan en 30 satellieten buiten een geostationaire baan worden ingezet, waardoor het mogelijk wordt om het hele grondgebied van de planeet te bestrijken met een navigatiesignaal.

In juni 2013 is India van plan de eerste navigatiesatelliet van zijn nationale systeem IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) te lanceren vanaf de lanceerplaats op het eiland Sriharikota voor de zuidkust van Andhra Pradesh. De lancering in een baan om de aarde zal worden uitgevoerd door het Indiase draagraket PSLV-C22. Het is de bedoeling dat de tweede satelliet voor eind 2013 in de ruimte wordt gelanceerd. In 2014-2015 zullen er nog vijf worden gelanceerd. Zo zal een regionaal navigatiesatellietsysteem worden gecreëerd dat het Indiase subcontinent en ongeveer 1,5 duizend km van zijn grenzen bestrijkt met een nauwkeurigheid van 10 m.

Indiase draagraket PSLV. Bron: Gestalt-publicaties


Japan ging zijn eigen weg en creëerde het Quasi-Zenith-satellietsysteem (QZSS, "Quasi-Zenith-satellietsysteem") - een systeem voor het synchroniseren van tijd en differentiële correctie van het GPS-navigatiesignaal voor Japan. Dit regionale satellietsysteem is ontworpen om een ​​positiesignaal van hogere kwaliteit te leveren bij gebruik van GPS. Het werkt niet apart. De eerste Michibiki-satelliet werd in 2010 in een baan om de aarde gelanceerd. De komende jaren staan ​​er nog drie gepland. QZSS-signalen zullen Japan en de westelijke Stille Oceaan bestrijken.

Mobiele telefoon in een baan

Micro-elektronica is misschien het snelst ontwikkelende gebied van moderne technologieën geworden. Samsung Electronics, Apple en Google zijn klaar om de komende maanden letterlijk een "slimme" horlogecomputer te introduceren. Is het een wonder dat ruimtevaartuigen steeds kleiner worden. Nieuwe materialen en nanotechnologieën maken ruimte-instrumenten kleiner, lichter en energiezuiniger. Er kan worden aangenomen dat het tijdperk van kleine ruimtevaartuigen al is begonnen. Afhankelijk van het gewicht zijn ze nu onderverdeeld in de volgende categorieën: tot 1 kg - "pico", tot 10 kg - "nano", tot 100 kg - "micro", tot 1000 kg - "mini". Zelfs 10 jaar geleden leken microsatellieten met een gewicht van 50-60 kg een uitstekende prestatie. Nu is de wereldwijde trend nanosatellieten. Meer dan 80 van hen zijn al in de ruimte gelanceerd.

Net zoals de productie en ontwikkeling van onbemande luchtvaartuigen (UAV's) worden uitgevoerd in veel landen die voorheen niet eens aan hun eigen luchtvaartindustrie dachten, zo wordt het ontwerp van nanosatellieten nu uitgevoerd in veel universiteiten, laboratoria en zelfs individuele amateurs . Bovendien blijken de kosten van dergelijke apparaten, geassembleerd op basis van kant-en-klare elementen, extreem laag te zijn. Soms dient een conventionele mobiele telefoon als basis voor het ontwerp van een nanosatelliet.

Vanuit India werd een smartphone in een baan om de aarde gestuurd, die werd gebruikt als basis voor de Strand-1 experimentele satelliet als onderdeel van het Sat-Smartphone-project. De satelliet is in het Verenigd Koninkrijk gezamenlijk ontwikkeld door het University of Surrey Space Center (SSC) en Surrey Satellite Technology (SSTL). Het gewicht van het apparaat is 4,3 kg, de afmetingen zijn 10x10x30 cm Naast de smartphone bevat het apparaat de gebruikelijke set werkende componenten - voeding en besturingssystemen. In de eerste fase wordt de satelliet bestuurd door een standaard boordcomputer, daarna wordt deze functie volledig overgenomen door een smartphone.

Het Android-besturingssysteem, met een aantal speciaal ontworpen applicaties, maakt een aantal experimenten mogelijk. Met behulp van de iTesa-applicatie worden de waarden van het magnetische veld geregistreerd tijdens de beweging van de satelliet. Met een andere applicatie maakt de ingebouwde camera foto's die worden gedeeld voor publicatie op Facebook en Twitter. En dit is nog maar een klein deel van het onderzoeksprogramma. De missie duurt zes maanden. Terugkeer naar de aarde is niet voorzien. Astronautica is niet langer het lot van de elite.


Nanosatellietprojecten


De belangrijkste conclusie is dat militaire en ruimtevaarttechnologieën niet langer de locomotief zijn voor de ontwikkeling van de civiele industrie. Integendeel, civielwetenschappelijke intensieve ontwikkelingen maken de ontwikkeling van militaire ruimtetechnologie mogelijk. De inkomens van bedrijven die consumptiegoederen produceren zijn vele malen hoger dan de inkomens van defensiebedrijven. De wereldleiders op het gebied van elektronica kunnen miljarden dollars uitgeven aan nieuwe ontwikkelingen. En sterke concurrentie dwingt je om alles in de kortst mogelijke tijd te doen.

Nanosatellieten komen eraan

In 2005 gooide de Russische kosmonaut Salizhan Sharipov vanuit het internationale ruimtestation eenvoudig zijn hand in de ruimte, de eerste Russische nanosatelliet TNS-1. Het apparaat met een gewicht van 4,5 kg werd in slechts een jaar tijd gemaakt door de RNII van ruimte-instrumentatie op kosten van de onderneming. Wat is een satelliet precies? Het is een apparaat in de ruimte!

Goedkope TNS-1 in gebruik bleek over het algemeen bijna gratis te zijn. Hij had het Mission Control Center, enorme zendontvangerantennes, telemetrie-analyse en nog veel meer niet nodig. Het was mogelijk om het te beheren met een laptop, zittend op een bankje in het park. Het experiment toonde aan dat het met behulp van mobiele communicatie en internet mogelijk is om een ​​ruimtevoorwerp te besturen. Bovendien hebben 10 nieuwe uitrustingseenheden de tests voor het ontwerp van de vlucht doorstaan. Zonder de nanosatelliet zouden ze moeten worden getest als onderdeel van de uitrusting aan boord van een van de toekomstige ruimtevaartuigen. En dit is tijdverspilling en grote risico's.

TNS-1 was een grote doorbraak. Het zou kunnen gaan over het creëren van tactische ruimtesystemen op het niveau van bijna een bataljonscommandant, zoals kleine tactische drones. Een goedkoop apparaat, binnen enkele dagen in de gewenste configuratie geassembleerd en gelanceerd door een lichte raket vanuit een draagvliegtuig, zou de commandant het slagveld kunnen laten zien, communicatie en een geautomatiseerd tactisch controlesysteem kunnen bieden. Een dergelijk ruimtevaartuig kan van grote hulp zijn tijdens een lokaal conflict in Zuid-Ossetië en de Noord-Kaukasus.

Een ander belangrijk gebied is het wegnemen van de gevolgen van natuurrampen en door de mens veroorzaakte rampen. Evenals hun waarschuwing. Goedkope nanosatellieten met een geldigheidsduur van enkele maanden kunnen de toestand van de ijssituatie in een bepaalde regio weergeven, bosbranden registreren en het waterpeil tijdens overstromingen bewaken. Voor operationele controle kunnen nanosatellieten direct boven het gebied van natuurrampen worden gelanceerd om veranderingen in de situatie online te volgen. En het bleek dat de EMERCOM van de Russische Federatie satellietbeelden van Krymsk ontving na de overstroming als liefdadigheidshulp van de Verenigde Staten.

In de toekomst mogen we de introductie van nanosatellieten verwachten in de gevechtssystemen van de leidende legers van de wereld, voornamelijk de Verenigde Staten. Hoogstwaarschijnlijk niet voor eenmalig gebruik, maar de lancering van kleine ruimtevaartuigen in hele zwermen, waaronder satellieten voor verschillende doeleinden - communicatie, relais, het aardoppervlak in verschillende golfbanden laten klinken, elektronische tegenmaatregelen, doelaanduiding, enz. Dit zal de mogelijkheden voor het voeren van een contactloze oorlog aanzienlijk vergroten.

Als miniaturisatie een van de belangrijkste trends in de ontwikkeling van militaire ruimtevaartuigen blijkt te zijn, zal de prognose voor een toename van de markt voor militaire satellieten uitblijven. Integendeel, het zal in monetaire termen afnemen. Lucht- en ruimtevaartbedrijven zullen echter proberen geen winst te verliezen en kleine concurrenten af ​​te remmen. In Rusland is het gelukt. Fabrikanten van zware satellieten lobbyden voor een verbod op de RNII van ruimte-instrumentatie om ruimtevaartuigen te maken. Pas nu wordt er weer gesproken over de lancering van de TNS-2 nanosatelliet, die acht jaar geleden gereed was.

De behoefte aan zware, energie-intensieve ruimtevaartuigen in nabije banen om de aarde blijft afnemen. Bovendien wordt de gronduitrusting van gebruikers gevoeliger en zuiniger.

Zware satellieten blijven grotendeels voorbehouden aan wetenschappers. Ruimtetelescopen, beeldapparatuur met hoge resolutie en automatische planetaire stations zullen in het belang van de hele mensheid blijven worden vervaardigd en gelanceerd.

Nationale programma's zullen zich richten op goedkopere ruimtevaartuigen die geschikt zijn voor massaproductie en operationeel gebruik. Het voorbeeld van UAV's, die abrupt de gevechtssystemen van ontwikkelde landen zijn binnengedrongen, overtuigt hier duidelijk van. Letterlijk een decennium was genoeg voor aanvals- en verkennings-UAV's om hun plaats in te nemen in de Amerikaanse luchtmacht en haar bondgenoten. Het lijdt geen twijfel dat tegen 2020 het uiterlijk van orbitale constellaties net zo radicaal zal veranderen. Hele zwermen pico- en nanosatellieten zullen verschijnen.

Nu hebben we het over femtosatellieten met een gewicht tot 100 g. Als computers worden verkleind tot het formaat van een polshorloge, zullen er binnenkort satellieten met een vergelijkbare afmeting verschijnen.
Onze nieuwskanalen

Schrijf je in en blijf op de hoogte van het laatste nieuws en de belangrijkste evenementen van de dag.

8 commentaar
informatie
Beste lezer, om commentaar op een publicatie achter te laten, moet u: inloggen.
  1. zoon
    +2
    29 maart 2013 14:27
    Ik kwam ergens tegen dat er satellieten van 50 gram gemaakt kunnen worden... Een draagraket wordt gelanceerd en giet moeren, bouten, enz. in bepaalde banen...
    En alles..!!! Wie heeft zich niet verstopt, het is ons niet te verwijten ...
    1. 0
      29 maart 2013 23:32
      50 gram? dit is zelfs met de modernste technologie niet realistisch. Nee, nou ja, je kunt natuurlijk ook simpele piercing blanks gebruiken (en zelfs dan wegen ze minimaal 200 gram)
      Ik ben het er echter mee eens, het idee zelf:
      Citaat: zoon
      in bepaalde banen giet het moeren, bouten, enz...
      die trouwens via een soort draadloos sensornetwerk zal worden verbonden, is zeer relevant.
      1. zoon
        0
        29 maart 2013 23:46
        Dankzij..! Maar ik moet me bekeren ... Het idee met noten werd in onze USSR beschouwd als een antwoord op SDI ... Maar wat, een 20-noot weegt meer dan 50 gram ...?
  2. +4
    29 maart 2013 21:06
    Een interessant artikel, hoe kleiner het formaat en de massa en hoe lager de kosten om een ​​lading de ruimte in te lanceren
  3. +4
    29 maart 2013 21:10
    Hoe meer apparaten in de ruimte, en hoe klein ook, hoe moeilijker het zal zijn om een ​​botsing in de loop van de tijd te ontwijken
    1. 0
      30 maart 2013 10:45
      Niet in de wenkbrauw maar in het oog. Er vliegt weinig puin rond. Nou, oké, als studenten van de betreffende universiteiten zich hieraan overgeven. Maar als de Verenigde Staten deze onzin provoceren, is het al teveel. Gek.
  4. niet-stedelijk
    0
    31 maart 2013 17:39
    Iedereen is al vertrokken en alleen Roskosmos is nog aan het harnassen
  5. eer
    0
    20 maart 2016 13:18
    De vooruitgang is niet te stoppen, de kwestie is tijd en geld.

"Rechtse Sector" (verboden in Rusland), "Oekraïense Opstandige Leger" (UPA) (verboden in Rusland), ISIS (verboden in Rusland), "Jabhat Fatah al-Sham" voorheen "Jabhat al-Nusra" (verboden in Rusland) , Taliban (verboden in Rusland), Al-Qaeda (verboden in Rusland), Anti-Corruption Foundation (verboden in Rusland), Navalny Headquarters (verboden in Rusland), Facebook (verboden in Rusland), Instagram (verboden in Rusland), Meta (verboden in Rusland), Misanthropic Division (verboden in Rusland), Azov (verboden in Rusland), Moslimbroederschap (verboden in Rusland), Aum Shinrikyo (verboden in Rusland), AUE (verboden in Rusland), UNA-UNSO (verboden in Rusland), Mejlis van het Krim-Tataarse volk (verboden in Rusland), Legioen “Vrijheid van Rusland” (gewapende formatie, erkend als terrorist in de Russische Federatie en verboden)

“Non-profitorganisaties, niet-geregistreerde publieke verenigingen of individuen die de functies van een buitenlandse agent vervullen”, evenals mediakanalen die de functies van een buitenlandse agent vervullen: “Medusa”; "Stem van Amerika"; "Realiteiten"; "Tegenwoordige tijd"; "Radiovrijheid"; Ponomarev; Savitskaja; Markelov; Kamalyagin; Apakhonchich; Makarevitsj; Dud; Gordon; Zjdanov; Medvedev; Fedorov; "Uil"; "Alliantie van Artsen"; "RKK" "Levada Centrum"; "Gedenkteken"; "Stem"; "Persoon en recht"; "Regen"; "Mediazone"; "Deutsche Welle"; QMS "Kaukasische knoop"; "Insider"; "Nieuwe krant"