Запустим зонд на астероид?

26dd6046972f23642f3e31ff6ddaebe4

Давайте попробуем повлиять на Роскосмос продвинув интересный проект молодых российских ученых: космического аппарата для изучения астероидов. Надо всего лишь поставить подпись (ссылка тут и в конце поста. Через Facebook в два клика).

Наверное многие слышали о планах NASA захватить астероид, перетащить ближе к окололунной орбите, и исследовать в ходе пилотируемого полета. Еще есть у них планы попробовать сдвинуть астероид с его орбиты при помощи удара металлической болванкой. Изучение астероидов с пролетных траекторий различными аппаратами NASA и ESA, даже CNSA (Китаем) уже неоднократно осуществлялись. Японцы умудрились не просто долететь до астероида, но и захватить его грунт и вернуть на Землю. Про частников, которые собираются копать на астероидах драгметаллы тоже наверняка все слышали.

В этом направлении освоения космоса ни СССР, ни России хвалиться нечем. Поэтому нынешний «крестовый поход на астероиды» объявленный в российских СМИ, после обнаружения потенциально опасного околоземного астероида 2013 TV135, выглядит по меньшей мере голословно.

Зато, как оказалось, вдали от высоких кабинетов, Твиттера и телекамер журналистов, молодые ученые, инженеры и программисты НПО им. С.А. Лавочкина, Института космических исследований РАН, Института прикладной математики им. М. В. Келдыша уже два года занимаются разработкой автоматического космического аппарата для полета и изучения астероидов.

d36b96821f263baeebb7c74d596c45ca

Рабочее название астероидного зонда: МКА-ЭРДУ «Анапа» — малый космический аппарат с электроракетной двигательной установкой. Масса его предполагается около 400 кг, и лететь он должен при помощи стационарного плазменного двигателя. В принципе, схема аппарата позволяет его отправить хоть на Луну, хоть на астероиды, но Луна изучена намного лучше, а тема астероидов актуальна уже не первый год.

Главное преимущество аппарата, и его отличие от других советских и российских межпланетных станций, указано в его названии — электроракетная двигательная установка. Благодаря этому он может обойтись без применения разгонного блока для вывода на межпланетную траекторию. Двигательная установка, малая масса зонда и габариты позволяют выводить его попутно, при запуске какого-либо другого аппарата на геостационарную орбиту.

d1a87e447c48c4f74741fe8662a74663

Для того чтобы покинуть земную орбиту и перейти на солнечную спутник затратит немало времени. Кроме этого, для разгона потребуется совершить как минимум один гравитационный маневр у Земли.

Правда до недавно найденного астероида 2013 TV135, объявленного отечественными СМИ главной угрозой Земле, МКА-ЭРДУ не долетит — туда нужен зонд мощнее. Ранее, в рамках исследовательского проекта, ученые из Института космических исследований РАН, рассчитали траекторию «межпланетного бильярда» когда аппарат летит не прямиком на конечную цель своего маршрута — астероид Apophis,

25a9fdd639b4214e4267746f19c15a72

а по пути сближается с еще одним астероидом 2011 UK 10.

de0954549a770d4df4f4751d19895f84

Это одно из преимуществ, которое обеспечивается электроракетным двигателем. Таким же принципом развивается научная программа космического аппарата Dawn NASA: изучил Весту и теперь летит к карликовой планете Церера.

Первый встречный астероид может изучаться на пролетной траектории, как, например, сделала это Rosetta с астероидом Steins:

Или NEAR с Matilda:

3d955eb5fb493589ca032fc32e264c94

Конечная цель экспедиции — Apophis, создаст очень сложную задачу. Его размер — около 400 м. Массы такого астероида недостаточно, для создания сильного гравитационного поля поэтому выход на его орбиту потребует значительно больше усилий, времени и математики, чем, к примеру, выход на орбиту Луны. Не исключено, что придется попытаться несколько раз. NASA такое проделывало, но там целью был 30-километровй астероид Эрос. Возможно, придется поступать, как делало JAXA во время высадки на 300-метровый астероид Итокава — аппарат просто летел рядом.

059f12f65fc8ca3b9eb75627014667de

Отечественный опыт осуществления подобных операций относится только к полету автоматических межпланетных станций «Вега» в 1986 году. Но там сближение с кометой Галлея производилось на встречных курсах, и корректировки осуществлялись при поддержке 22-х астрономических учреждений СССР. Сейчас из научных кадров тех времен остались единицы, поэтому «экипажу» МКА-ЭРДУ придется учиться заново.

Теперь подробнее об оборудовании, которое предполагается использовать на «Анапе».

Основой космического аппарата должна стать платформа «Карат»:

9b28ea9c5793c7fc69e2dfff6d9a4f12

Платформу придется существенно доработать, поскольку на ней необходимо расположить оборудование, которое требует более мощной системы электроснабжения — прежде всего электроракетный двигатель.

Тип и модель двигательной установки выбиралась из четырех вариантов: германского ионника RIT-10, двух калининградских плазменных (холловских) СПД-70, СПД-100 производства ОКБ «Факел» и плазменного КМ-60 Центра им. Келдыша. Анализ по массово-энергетическим характеристикам и ресурсу двигателя привел к выводу, что наиболее целесообразным является применение СПД-100. Немаловажным фактором стал ресурс двигателя в 9 тыс. часов и его летная практика. (Полагаю, что RIT-10 проигрывал еще по цене).

4ca4261649159bc2233cb1afb04e5e9d

Связь спутник сможет осуществлять при помощи узконаправленной рупорной антенны, которая должна обеспечить скорость передачи до 400 кб/с на расстоянии Луны. Основная научная программа пройдет намного дальше, поэтому, не исключено, что на дальних участках орбиты связь вообще будет прерываться или осуществляться по самому минимуму, необходимому для наблюдения за состоянием аппарата.

МКА-ЭРДУ способен принять на борт 16 кг научной аппаратуры. Выбор приборов осуществлялся при участии специалистов ИКИ РАН.

Для визуального исследования космических тел и картографирования, предполагается разместить на аппарате камеру высокого разрешения с режимом съемки в видимом диапазоне.

Для изучения состава поверхности хорошо подходит инфракрасный спектрометр.

891b087e9c5858e504fd7855e9505982

Для примера спектрометр OMEGA автоматической межпланетной станции Mars Express.

Наконец, для поиска радиоактивных элементов можно использовать гамма-спектрометр. Они себя хорошо показали при изучении Луны и других спутников и планет, поэтому стоит поискать и на астероидах. Вдруг найдется что-нибудь такое, что заинтересует будущих космических старателей, которые пока только к платине и воде на астероидах присматриваются?

7185c1ba5dd3a9858f5d5c2984cf5b24

Для примера гамма-спектрометр Messenger

В целом МКА-ЭРДУ «Анапа» получается простым и, при этом, весьма перспективным аппаратом. Строится, по большей части, из проверенных в космосе компонентов по модульной схеме. Конечно, запуск и успешная реализация его научной программы не обещает обогатить мировую науку каким-либо фундаментальными знаниями. Если, только, не попадется какой-нибудь совсем уж уникальный астероид. Опыт, предполагаемый в этой миссии, будет повторением того, что уже сделали зарубежные космические агенства, но это не повод не предпринять свой запуск. Собственно потому он и необходим — пора наверстывать упущенное. Особенно важно, что за эту программу взялись молодые ребята, которые, впоследствии, смогут отправить в межпланетные рейсы не один корабль.

99178863c2cd12472943a72f54d2a57c

Если говорить о научно-технической новизне предполагаемой миссии, то я бы выделил несколько пунктов:

1) МКА-ЭРДУ может стать первым межпланетным аппаратом Российской Федерации, осуществляющим научную программу дальше орбиты Луны;
2) Первым для нашей страны (СССР и РФ), использующим электроракетную маршевую двигательную установку;
3) Первым для нашей страны малым космическим аппаратом массой менее 500 кг, отправленным в межпланетный полет за пределы орбиты Луны;
4) Первым для нашей страны, осуществляющим научную программу по исследованию астероидов с близкого расстояния.

Кроме того реализация данного проекта снизит риски всех последующих, и более фундаментальных исследований, с использованием ЭРДУ, например Интергелиозонд:

e6d451bfff26b38cd2cf292adfde4d9b

Запуск МКА-ЭРДУ предполагается только к 2021 году. Такая медлительность объясняется тем, что, фактически, все работы ведутся в качестве хобби, т.е. в внерабочее время, почти на чистом энтузиазме. Сейчас инициативной группе выделили финансирование в размере 1 млн. рублей в год, но на эти деньги зонд не то, что не полетит, а его просто не собрать.

Поэтому теперь самое главное, ради чего я собственно и заговорил об этой идее: если мы не постараемся — он вообще никуда не полетит. Скидываться не предлагаю, $70 млн. даже Planetary Resouces не соберет. Мы можем другое.
Помните, как мы попросили Роскосмос немного порулить Электро-Л? То было при предыдущем начальнике Роскосмоса. Насколько отзывчив этот пока не понятно, но мы можем обратить его внимание на проект МКА-ЭРДУ, раз уж он сам заговорил про изучение астероидов.

Для этого надо оставить свою подпись. Там можно без регистрации входить через Facebook. В мобильной версии, чтобы просмотреть текст письма, надо нажать «+» рядом с пунктом «Обзор».

В прошлый раз хватило 1000 человек, чтобы пробудить душу в, казалось бы, закостеневшей космическо-бюрократической машине. Надеюсь и сейчас получится. Мы не требуем денег, мы просим рассмотреть возможность финансирования. Пусть профессионалы решают полетит или не полетит, мы лишь обратим внимание на проект, и выразим свой интерес.

Никакого юридического веса наши подписи не будут иметь, но тут задача прежняя — показать, что в России есть энтузиасты космоса, которые хотят чтобы наши корабли бороздили не только околоземное пространство, но и всю Солнечную систему. Поэтому чем больше будет подписей, тем лучше.

Поехали?

P.S. Если у кого-то возникнет желание каким-либо образом поучаствовать в проекте, независимо от того дадут на него денег или нет, свяжитесь с пользователем sir_foxtrot это один из разработчиков.