На орбите Земли идёт смена поколений роботов, продлевающих жизнь спутникам — причём в буквальном смысле слова.
На этой неделе аппарат Mission Extension Vehicle (MEV) компании Northrop Grumman отстыковался от спутника связи австралийской компании Optus. Больше года MEV удерживал спутник на нужной орбите, продлевая его работу.
Теперь аппарат-«продлеватель жизни» уступает место преемнику. В июле на ракете SpaceX Falcon 9 на орбиту вывели четыре новых аппарата Northrop. Один из них — Mission Robotic Vehicle (MRV), мощный спутник с двумя манипуляторами, разработанный совместно с DARPA. Остальные три — Mission Extension Pods (MEP), небольшие модульные двигательные системы.
Все четыре аппарата направляются к цели на высоте около 27 000 миль над Землёй. В 2027 году MRV с помощью манипуляторов прикрепит один из модулей MEP к спутнику Optus, что продлит его работу на годы.
Спутники связи и наблюдения Земли служат ограниченное время. Обычно они выходят из строя не из-за поломки электроники, а из-за нехватки топлива для удержания орбиты. Спутник Optus запустили в 2009 году с расчётным сроком службы 15 лет. Если миссия MEV пройдёт успешно, аппарат сможет приносить доход ещё шесть лет.
Снижение стоимости запусков и удешевление компонентов делают ремонт спутников на орбите реальностью.
По словам директора по логистике и обслуживанию Northrop Кэсси Вонг, цель компании — «сдвиг парадигмы к устойчивому космосу с более гибкой инфраструктурой, где возможны ремонт, продление срока службы, модернизация и обслуживание спутников».
Сейчас на орбите работают два MEV, запущенные в 2019 и 2020 годах. Они уже обеспечили в сумме десять лет дополнительной работы трём клиентам, включая два спутника Intelsat и аппарат Optus. MEV-1 будет ждать нового заказчика на стояночной орбите, а MEV-2 останется с Intelsat до 2030 года.
MRV представляет собой развитие бизнес-модели: операторы спутников покупают модули MEP и постоянно устанавливают их на своих аппаратах. Это освобождает MRV для обслуживания большего числа клиентов и удешевляет услугу.
Технология требует высокой точности: аппараты должны автономно сближаться и стыковаться на скорости в тысячи миль в час. MEV использует стыковочный зонд, цепляясь за сопло двигателя спутника, а MRV аккуратно устанавливает модули MEP с помощью манипуляторов.
В отличие от большинства спутников, MRV рассчитан на дозаправку прямо на орбите — это своего рода демонстрация технологий, которые понадобятся другим аппаратам, если обслуживание в космосе станет обычной практикой. Пока дополнительный вес и стоимость таких решений отпугивают операторов.
Сегодня в моде запуск множества дешёвых, легко заменяемых спутников на низких орбитах — так работают Starlink и Amazon LEO. При этом крупные и дорогие аппараты продолжают появляться, и именно им продление жизни особенно выгодно. Вонг надеется, что в будущем MRV сможет не только продлевать срок службы, но и добавлять новые компоненты спутникам, а также корректировать их орбиты.
Среди вероятных заказчиков — военные структуры, учитывая количество дорогих спутников на высоких орбитах и участие DARPA в разработке манипуляторов MRV. Ранее Космические силы США называли похожий китайский аппарат с манипуляторами потенциальным оружием, способным захватывать и выводить из строя чужие спутники. В Northrop подчёркивают, что их аппараты предназначены исключительно для обслуживания.
По словам Вонг, MRV также может применяться на низкой орбите для продления жизни ценных аппаратов. Похожую миссию пытается реализовать стартап Katalyst Space — он хочет продлить работу космического телескопа NASA после сбоя, из-за которого аппарат начал неконтролируемо вращаться. Решение уже найдено, и компания рассчитывает завершить миссию успешно.