Мисията на НАСА започва лошо след повреда на Astra

Когато малката ракета 3.3 на Astra излетя от площадката си на космическата станция на нос Канаверал на 12 юни, всичко изглеждаше добре. Всъщност мисията напредваше точно както е планирано до завършване – вторият етап на етерния двигател на усилвателя изглежда работеше нормално, докато не се изключи внезапно около минута преди графика. За съжаление, орбиталната механика не е нищо, ако не е взискателна, а изгаряне на двигателя, което приключва минута по-рано, може и никога да не се е случило.

Според телеметричните стойности, показани на екрана по време на излъчване на живо на изстрелването, горната степен на ускорителя е достигнала максимална скорост от 6,573 километра в секунда, доста под 7,8 km/s, необходими за достигане на стабилна ниска орбита на Земята. Докато видеозаписът беше прекъснат веднага щом стана ясно, че нещо се е объркало, строгата физика на космическите полети означава, че няма никакво съмнение относно последователността от събития, които последваха. Без енергията да остане в орбита, горната степен на ракетата щеше да бъде оставена на подорбитална траектория, в крайна сметка да влезе отново в атмосферата и да изгори на няколко хиляди мили надолу по течението от началната си точка.

При рязкото спиране на двигателя се вижда необичаен бял шлейф.

Разбира се, не е тайна, че космическият полет е труден. Двойно за стартъп, който има само няколко успешни полета под колана си. Без съмнение Astra ще определи защо двигателят им спира рано и ще направи необходимите промени, за да гарантира, че това няма да се случи отново, и ако историята им е някаква индикация, те вероятно ще летят отново скоро. Проектиран за състезание на Агенцията за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната (DARPA), насочено към стимулиране на разработването на малки, евтини ракети, способни да изстрелват полезни товари в кратки срокове, семейството ракети Astra вече демонстрира изключителна оперативна гъвкавост.

Astra и дизайнът Rocket 3.3 ще оживеят, за да летят отново. Но какво да кажем за полезния товар, който ускорителят трябваше да изведе в орбита? Малко по-сложно е. Това беше първият от трите полета, планирани да съберат съзвездие от малки CubeSats като част от мисията на НАСА TROPICS. Космическата агенция вече пусна изявление, в което се казва, че мисията все още може да постигне своите научни цели, макар и с намалено покритие, ако приемем, че останалите спътници достигат орбита безопасно. Но ако едно от следващите изстрелвания се провали, като и двете в момента са планирани да летят на ракетите на Astra, изглежда малко вероятно програмата TROPICS да успее да постигне основната си цел.

И така, какво точно е TROPICS и защо НАСА основава успеха си на способността на малка, сравнително незряла ракета-носител да извършва множество полети със своя хардуер на борда? Ще разгледаме.

Приближете се до действието

Няма недостиг на метеорологични спътници в орбита на Земята, но те работят до голяма степен изолирани един от друг. Отчасти защото всички са на различна възраст и технически способности, но до голяма степен защото винаги са били проектирани като самостоятелни мисии. Мисията TROPICS (Разрешени във времето наблюдения на структурата на валежите и интензитета на бурята със съзвездие от малки сата) има за цел да промени фундаментално този подход, като използва съзвездие, съставено от идентични CubeSats в ниска околоземна орбита. Тези устройства са оборудвани с микровълнови радиометри с висока разделителна способност. които могат да сканират пътя на спътника над земята и с внимателно подравняване на техните орбитални равнини, трябва да могат да предоставят сканиране на дадена буря на приблизително почасова база.

В сравнение с по-традиционните спътници, дори сравнително модерния NOAA-20, който беше изстрелян през 2017 г., това е огромно подобрение. Работейки независимо, тези спътници може да са в състояние да заснемат буря само на всеки четири до шест часа, оставяйки критични пропуски в покритието. Бързите сканирания, направени възможни от съзвездието TROPICS, обещават значително да подобрят способността ни да прогнозираме и проследяваме смъртоносни тропически циклони, които стават все по-чести в регионите на Северния и Средния Атлантически океан. Според НАСА, този регион е видял рекордните 30 наречени бури през 2020 г. и климатичните модели очакват нещата само да се влошат оттук.

TROPICS е проектиран да използва шест 3U CubeSats, всеки с дължина 36 см (14,2 инча) и тегло само 5,34 кг (11,8 lbs). Със загубата на първите два спътника на 12 юни съзвездието намалява до четири. Останалите спътници все още ще могат да заснемат тропически бури и без съмнение ще предоставят полезни данни, но намаленото глобално покритие означава, че времето между прелитанията ще се увеличи. Въпреки това, трябва да се отбележи, че дори и при намален капацитет, TROPICS все още трябва да може да доставя данни по-бързо от съществуващите платформи.

Въпреки че имаше разочароващо начало, трябва да се помни, че TROPICS в крайна сметка беше евтина експериментална мисия. Дори и трите изстрелвания да са преминали по план, мисията трябваше да продължи само една година. Докато един TROPICS CubeSat може да достигне орбита и да използва оборудването си за сканиране на активна тропическа буря, научните цели на мисията ще бъдат постигнати, ако не и най-амбициозните.

Специална доставка

Естествено, човек се чуди защо трябва да се изстреля съзвездие от само шест спътника на три различни ракети. В крайна сметка SpaceX изстреля до 60 от своите спътника Starlink на изстрелване, за да създаде свое собствено съзвездие. Не можеше ли шестте TROPICS CubeSat да бъдат изстреляни едновременно, ако НАСА беше запазила преминаването си на по-мощна ракета?

Технически, да. Но тогава те не биха били поставени в подходящите орбитални самолети, за да постигнат заявената цел на мисията за почасови прелитания. Разбира се, тази цел вероятно вече е невъзможна за постигане поради неочакваната загуба на първата двойка космически кораби, но ако всички те бяха пуснати по една и съща орбитална пътека, тяхното покритие щеше да бъде също толкова ограничено, колкото традиционните метеорологични спътници.

Десетки нови сателити StarLink, готови за внедряване през 2019 г.

Не можеха ли сателитите да са маневрирали в правилните си орбити, след като са били пуснати, както правят сателитите на Starlink? Може би, ако бяха по-големи и имаха достатъчно мощни задвижващи системи. Но изместването на орбиталната равнина (т.е. промяна на наклона, при който космическият кораб орбитира спрямо екватора) консумира невероятно количество енергия, особено в ниска орбита на Земята, а малките 3U CubeSats просто нямат способността да извършват маневри от този мащаб .

Предвид специфичните цели на мисията и ограниченията на малките, евтини спътници в полет, ракетата на Astra всъщност е идеалното превозно средство за превоз на TROPICS. Всъщност нуждите на тази мисия не са толкова далеч от оригиналното състезание на DARPA, за което Astra разработи своя бустер. Военните искаха ракета, която може да изведе малки спътници в много специфични орбити над земята бързо и евтино за разузнавателни цели, просто така се случва, че тези конкретни спътници са по-загрижени за силата и движението на тропическите бури, отколкото за войските и танковете.

Ето защо, въпреки тази разочароваща неуспех, следващите две партиди спътници TROPIC почти сигурно ще летят на ракетите на Astra, въпреки че сега ще трябва да изчакат разследването на инцидента от 12 юни. Докато други малки ускорители като Electron на Rocket Lab и дори LauncherOne на Virgin Orbit потенциално биха могли да се намесят, ако е абсолютно необходимо, цената и разходите за адаптиране на мисията към нов стартер не трябва да се подценяват. Освен това, както се казва: По-добре късно от колкото никога.

Add Comment