Все сразу вспомнили о временах холодной войны, когда такие системы разрабатывались США и СССР. Китай и сейчас совершенно открыто демонстрирует свои планы по ведению войны в космосе. Хотя не исключено, что маневрирующий в космосе объект в первую очередь имеет коммерческое значение. И самое интересное заключается не в том, что он там перемещается с одной орбиты на другую, приближаясь в том числе и к российским космическим объектам, а в том, как он это делает.
Что хочет, то и творит
Законы небесной механики – так называется раздел физики, описывающий движение небесных тел и спутников в космическом пространстве, – достаточно суровы. Там все не так, как на Земле: чтобы лететь быстрее, надо тормозить, чтобы медленнее – ускоряться. Смена орбиты требует значительных затрат топлива, и неслучайно огромная МКС ждет, когда к ней прилетит грузовой корабль «Прогресс», чтобы с помощью его двигателей и запасов топлива совершить нужный маневр.
При этом сама Земля вредит идеальным орбитам спутников. На низких орбитах, на высоте порядка 300 км, чувствуется тормозящее влияние атмосферы, на всех орбитах без исключения – неравномерность гравитации самой Земли. И чем дольше летает спутник вокруг нашей планеты, тем больше накапливается в его заданной орбите неправильностей. Их нужно корректировать, сжигая драгоценное топливо.
Однако объект 2014-28E горючее не экономил, совершая все лето . Он то поднимался на высоту почти 1500 км, то опускался до 925 км, то приближался к летающему по орбите разгонному блоку «Бриз-КМ». Таинственный аппарат не только менял высоту орбиты, но и ее восхождение, то есть ориентацию орбиты относительно Земли.
С наступлением осени этот попрыгунчик не успокоился. Американцы переквалифицировали объект из категории «мусор» в «полезный груз». А 21 октября британский космический эксперт Роберт Кристи заявил, что Россия испытывает «военный спутник-инспектор», который был каталогизирован как «Космос-2499» (так как ракета «Рокот» официально вывела в космос спутники под номерами 2496, 2497, 2498). Кристи отметил, что 23 декабря 2013 года также запускались три спутника связи, но позже Россия зарегистрировала четыре космических аппарата, включая малый спутник «Космос-2491».
Интрига здесь заключается не в том, что аппараты маневрируют, и даже не в том, что про них нет никакой официальной информации, главное – это их миниатюрность и способность к столь активным маневрам. А вот это позволяет предположить, что они . Ну а если есть двигатели, то установить на спутник можно что угодно.
Проблемы и решения
Чтобы совершать маневры в космосе, нужно топливо. Оно должно истекать с максимально возможной скоростью и иметь максимально возможную массу, чтобы в итоге создать реактивную тягу. Быстрее всего летят кванты света, да вот только они крайне легкие, поэтому даже самый яркий фонарик вряд ли улетит к далеким мирам. Наши химические ракеты мощные, но очень прожорливые. Поэтому еще в 1960-е годы, на заре космонавтики, ученые стали искать альтернативные решения.
Инженеры довольно быстро поняли, что для разных задач нужны разные двигатели. Одно дело – это рывок от Земли на орбиту. И совсем другое – маневры спутника на орбите или межпланетный полет. Одно дело – массивный космический корабль, другое – легкий спутник. Тут можно было бы обойтись маломощными, но экономными двигателями.
Вот ведь какая задача: если летать спутнику долго, или он должен будет делать маневры на орбите, то и топлива ему потребуется много. И тогда он уже не будет легким. А значит, и маломощные двигатели вопрос не решат. Что делать?
Пламя холловского двигателя напоминает о фантастических фильмах
Ученые и инженеры стали искать, чем можно заменить химические системы. И пришли к идее ионных и плазменных двигателей. В самом общем виде принцип их работы заключается в том, что они превращают атомы так называемого рабочего тела (это газ) в ионы. Ион отличается от простого атома тем, что у него есть электрический заряд. А раз у этого иона есть электрический заряд, значит, его можно разогнать в направленном электромагнитном поле. И он вылетит из двигателя, создав реактивную тягу.
Поскольку скорость истечения ионов может в десять и более раз превышать скорость истечения газов в обычном двигателе, можно обходиться меньшим количеством выбрасываемого рабочего тела. А значит, не нужно закидывать на орбиту цистерны с топливом. Необходимое электричество может быть получено от солнечных батарей или изотопных элементов.
В 1964 году США первыми испытали ионный двигатель в космосе. А в 1971 году советский космический аппарат «Метеор» первым в мире использовал плазменные двигатели, которые показали практическое удобство таких систем.
Мал, да удал
Эксперты обращают внимание на то, что энергичные маневры российского миниатюрного «Космоса» совпали с сообщением на сайте МФТИ о том, что как раз в октябре на борту космического аппарата маневровые плазменные двигатели так называемого холловского типа, разработанные на предприятии «Центр Келдыша».
Плазменные двигатели холловского типа серийно используются на советских и российских спутниках с 1982 года, и их основная задача – поддержание орбиты геостационарных спутников связи. А с 2004 года российские холловские двигатели начали применяться и на зарубежных спутниках. Их закупают для своих аппаратов такие компании, как EADS Astrium, Thales Alenia Space и Space Systems/Loral.
Российские производители маневровых плазменных двигателей, такие как ОКБ «Факел», по принципу каталога – открывай страницу сайта и смотри, что тебе надо. Там есть и миниатюрный СПД-25 для ориентации в пространстве космических аппаратов массой менее 100 кг, и мощные двигатели 200-й серии, способные поднимать тяжелые космические аппараты с опорой на геостационарную орбиту.
Эти «громкоговорители» на самом деле – плазменные космические двигатели
В декабре 2013 года появились сообщения, что воронежское Конструкторское бюро химавтоматики приступило к стендовым испытаниям магнитоплазмодинамического . На своем сайте воронежские мастера ракетных двигателей также указали, что проводятся испытания : магнитоплазмодинамического двигателя РД0300 и ионного двигателя РД0310. Работы по совершенствованию конструкции планировались и на 2014 год.
Несомненно, что новые плазменные двигатели могут обеспечить спутникам большую свободу перемещения в пространстве. А цели тут могут быть различными.
Обезоруживающий удар
По мнению эксперта, было бы странным, если бы космическое пространство не рассматривалось в военном аспекте. Китайские хакеры уже взламывали американские метеорологические спутники. И хотя ранее Россия была в авангарде борьбы за демилитаризацию космоса, времена меняются.
Китай уже в 2007 году продемонстрировал свою возможность уничтожать спутники на орбите. Спустя год то же самое продемонстрировали США.
В 1967 году злодеи так похищали американские и советские космические корабли – кадр из фильма
«You Only Live Twice»
Однако в условиях роста напряженности между Россией и Западом любое российское действие, которое может как-то ослабить чувство защищенности, столь ценимое здесь, привлекает особое внимание. Хотя все может быть совсем не так страшно, ведь готовился этот запуск еще в прошлом году, когда вовсю верстались программы совместных работ России и западных партнеров, и этот спутник должен был стать очередным товаром на рынке космических услуг.
