Заметки инженера - исследователя
499 subscribers
139 photos
19 videos
11 files
930 links
Космонавтика без гламура.

Интересы, социальные тенденции, идеологические течения, в которые она вписана.

Сословный долг ученого - осмысление происходящего. Поэтому тематика канала резко шире чем только космонавтика.

Обратная связь: @IngeniumNotes_bot
Download Telegram
​​Проекты глобальной низкоорбитальной широкополосной интернет-связи, такие как OneWeb и Starlink, заведомо не окупаемы. Для чего же тогда Запад тратит на них ресурсы?

Компании SpaceX и L3 Harris будут поставлять спутники для отслеживания гиперзвукового оружия в планируемую мегагруппу Агентства космического развития США (SDA).

Зачем нужна эта система? Гиперзвуковые ракеты, в отличии от МБР, способны непредсказуемо изменять траекторию для обхода зоны действия противоракетной обороны. Кроме того, гиперзвуковая ракета – гораздо более «тусклая» для сенсорных элементов систем слежения, чем МБР. Из-за этого обнаружить гиперзвуковые ракеты нынешняя космическая инфракрасная система ПРО США, состоящая из четырех геостационарных и двух высокоэлиптических спутников, не может (а еще она не смогла обнаружить пуск 26 (!) «Калибров» с Каспия ночью (!) 😏 ).

В чем видят выход американские стратеги? В развертывании сети низкоорбитальных спутников слежения. Спутник летит ниже – значит ему проще заметить ракету. Но и нужно таких спутников больше. В зависимости от высоты орбиты – десятки или сотни единиц. Как управлять ими и получать от них информацию? Развернуть еще одну сеть спутников, которую, подражая концепции «интернета вещей», назвали транспортным слоем. Помимо сенсорного и транспортного слоев, возможно, в дополнение к «земным» средствам поражения ПРО, добавление и космического «активного слоя».

Проекты OneWeb и Starlink были пробой пера перед развертыванием таких низкоорбитальных систем ПРО.

Сколько будет стоить низкоорбитальная система ПРО? И как быстро ее можно развернуть? Стоимость геостационарного спутника ПРО США составляет десятки миллиардов долларов, срок изготовления – десятилетия. В то же время характерная стоимость развертывания систем OneWeb или Starlink – порядка десяти миллиардов долларов. При этом, при массовом производстве, один спутник может стоить меньше $1 млн, а срок изготовления – не превышать одной недели.

Весной SDA заключило контракты на создание пробных спутников транспортного слоя. А сегодня стало известно, что компании SpaceX и L3 Harris будут создавать спутники для сенсорного слоя.

Заместитель министра обороны США по исследованиям и инженерии Марк Льюис рассказал, что SpaceX за основу спутников сенсорного слоя взяло свои спутники Starlink. При этом инфракрасные сенсоры будет делать сторонняя компания.

«SpaceX уже имеет производственную линию для изготовления спутников. … У SpaceX было очень убедительное предложение. Это потрясающе. Они являются одними из тех, кто был в авангарде этого пути коммерциализации и коммодификации», - заявил Льюис.

Что нам с этим делать? СМИ и эксперты США напряженно обсуждают такой сценарий. Российские / китайские / иранские хакеры взламывают один из спутников системы для создания «окна» для пролета ракеты. Является ли этот сценарий для нас выходом из ситуации? Вопрос риторически.

Выход – в том, чтобы играть в свою игру, двигаться по своему пути. Западная электроника несравнимо более продвинута, чем наша, их спутники легче и дешевле. Сейчас это так, как и 63 года назад, когда мы открыли дверь в космос. Так давайте сейчас откроем ее пошире. Так, чтобы космонавтика могла решать не только задачи связи, навигации и дистанционного зондирования. На перспективе в 30 и более лет в этом - наш единственный выход.
​​В недельном дайджесте PhysOrg встретил две интересных новости.

Первая - численное моделирование показывает, что Венера могла бы быть обитаема, если бы в результате формирования Юпитера она не оказалась «пододвинутой» к Солнцу. Вопрос о том, что было бы в сценарии «обитаемой Венеры» с Землей в статье, к сожалению, не обсуждается.

Вторая - мюнхенские ученые доказали (на сколько это вообще можно сделать), что около 2 миллионов лет назад произошел взрыв сверхновой. Хотя взрыв звезды произошел достаточно далеко и не нес угрозу для существования жизни, космические события могли повлиять на ход эволюции.
«Взрыв мог привести к интенсификации процесса образования облаков. Возможно, есть связь между взрывом сверхновой и эпохой плейстоцена, ледниковым периодом, который начался 2,6 миллиона лет назад», - отметил соавтор исследования доктор Томас Фестерманн.
Добавим, что примерно в то же самое время у предков современного человека начал увеличиваться размер мозга, в результате чего появился Человек умелый.

Из теории о том, что и на зарождение жизни на Земле, и на формирование разумного существа в ходе эволюции, значительное влияние оказывают случайные космические события можно вывести два альтернативных заключения, или же, выражаясь в терминах Лосева, две альтернативных мифологии.

Первая – что мир бессмысленнен и хаотичен. В ходе случайных флуктуаций в галактике Млечный путь сформировалась адаптивная система на планете Земля, вертящейся вокруг звезды по имени Солнце. Эта адаптивная система на протяжении нескольких миллиардов лет очень удачно играла в орлянку. В настоящее время система находится в выигрыше. Но итог игры предопределен, а пик выигрыша - наверняка уже пройден, и вскоре система вдрызг проиграется: или в результате ядерной войны, или еще чего похуже. (Почему в этой игре нельзя победить – смотрите интересный обзор с симуляторами.)

Вторую гениально выразил Тютчев: на этот бессмысленный случайный мир таинственных духов, играющих случаями, «над этой бездной безымянной, покров наброшен златотканый высокой волею богов».
Тютчев называет этот покров днем. Мы же, начитавшись современных физиков-теоретиков, смело можем сказать, что этот покров – сама Вселенная. Но тогда кто его набросил?

Тютчев отказывается отвечать на этот вопрос: у него высокие боги боятся бездны. А вот Прометей Эсхила прямо говорит: это эфир, «всех и вся заливающий светом».

Но что такое этот прометеевский эфир? Ответа в сохранившемся наследии Эсхила, к сожалению, нет. Но мы знаем, что своего, по выражению Маркса, «благородного и святого мученика», пострадавшего за людей, Эфир не только спасает, но и понимает. Иначе зачем вперед смотрящему взывать к нему словами: «Без вины страдаю!».
Созданием низкоорбитальной спутниковой группировки глобального слежения занимается Агентство космического развития США (SDA). Что из себя представляет эта организация?

SDA была учреждена в марте 2019 года исполняющим обязанности министра обороны США Патриком Шанаханом. Курировал вновь созданную организацию заместитель министра обороны по научным исследованиям и инженерным разработкам Майкл Гриффин.

Гриффин (родился в 1949) получил степень магистра авиакосмических наук в 1974 в Католическом американском университете в Вашингтоне. В начале своей карьеры Гриффин занимался разработкой спутников противоракетной обороны программы СОИ. С 2002 по 2005 год Гриффин был главой In-Q-Tel — финансируемой ЦРУ частной компании, которая занималась поиском перспективных технологий для оборонных целей. В 2005 он был выдвинут президентом США Джорджем Бушем на пост главы NASA. Гриффин был приведен к присяге вице-президентом Диком Чейни, что является большой редкостью для администратора НАСА. После того, как президентом стал кандидат от Демократической партии Барак Обама, космическая стратегия США изменилась, а Гриффин добровольно-принудительно покинул пост главы NASA.

В чем видел свою цель этот руководитель NASA, имеющий католическо – ЦРУ-шно – неоконсервативно – республиканский бэкграунд? Гриффин неоднократно критиковал программу шаттлов и Международной космической станции и выступал за освоение космоса за пределами земной орбиты; предлагал сосредоточиться на программах по полету человека на Луну и Марс. В 2004 году, выступая перед Конгрессом по вопросу о будущем космических полетов человека, он заявил: «Для меня единственной всеобъемлющей целью космических полетов человека является заселение Солнечной системы и, в конечном счете, выход человека за ее пределы. Я не могу представить себе меньшую цель, … и никакая большая цель невозможна».

Именно Гриффин инициировал старт программы закупки коммерческих орбитальных транспортных услуг по доставке грузов на МКС, ставшей одной из катализаторов роста «частного космоса». Именно на «частный космос» и коммерческий подход США сейчас делают ставку в освоении дальнего космоса.

В декабре 2017 Гриффин был выдвинут президентом Дональдом Трампом на пост заместителя министра обороны. Свои усилия Гриффин сосредоточил на реорганизацию управленческого процесса в минобороны с целью ускорения и удешевления закупок военными спутников и других систем. Необходимость реорганизации он объяснял тем, что Китай начинает опережать США в космосе.

Для того, чтобы решить эту задачу, Гриффин предложил создать специальное отдельное агентство под его управлением, которое занималось бы космическими инновациями и разработкой низкоорбитальной космической архитектуры с использованием технологий частного сектора - SDA.
Эту идею в штыки восприняло командование ВВС США: именно из их управления должны были быть изъяты средства для создания SDA. Однако министерство обороны поддержало Гриффина, и в марте 2019 SDA было создано.

Вслед за этим развернулась борьба за контроль над SDA. Обосновывая независимость SDA от других ведомств, Гриффин заявлял: «Освоение космоса исторически было и дорогостоящим, и трудоемким. Один большой спутник Министерства обороны может запросто потребовать миллиарды долларов и более десяти лет на разработку и развертывание. … Такие расходы трудно оправдать по сравнению с другими не менее важными потребностями национальной безопасности. … Чтобы ответить на этот вызов, Департамент учредил SDA, которое будет действовать отдельно от нынешних космических организаций. … SDA должна иметь возможность работать за пределами унаследованных систем закупок. … SDA станет пилотной программой, которая покажет, как мы можем внедрять новые системы. … SDA должно быть конструктивным разрушителем. … Эта новая модель станет ключом, который … обеспечит господство в пространстве национальной безопасности».
​​Гриффину удалось отбить несколько атак. Однако в июне 2020 он вынужден быль подать в отставку с должности замминистра обороны.
В августе 2020 года Гриффин вошел в совет директоров новозеландской компании Rocket Lab.

Суммируя, одна из ключевых фигур в проекте создания низкоорбитальной спутниковой группировки глобального слежения «Blackjack», призванного обеспечить глобальное военное доминирование своему хозяину, - ветеран «звездных войн» Майкл Гриффин с неоконсеративно - ЦРУ-шным бэкграундом.

На фото - неоконсерватор Дик Чейни приводит Майкла Гриффина к присяге.
Чем занимается SDA, созданная при участии неоконсерваторов? Ее главная задача – развертывание 250-спутниковой или более крупной группировки.

SDA так поясняет причины развертывания своих спутников: «В эпоху возобновления конкуренции великих держав … сохранение нашего преимущества в космосе имеет решающее значение для победы в долгосрочном стратегическом противоборстве. Потенциальные противники стремятся подорвать наше преимущество с помощью стратегии использования реальных или предполагаемых уязвимости в наших текущих и планируемых системах космической безопасности. Кроме того, потенциальные противники создают мультидоменные угрозы национальной безопасности США намного быстрее, чем мы можем на них отреагировать путем развертывания соответствующих космических возможностей».

Цели, которые должна решать развертываемая группировка:
1. Постоянное глобальное наблюдение для перспективного наведения американских ракет.
2. Индикация, предупреждение, целеуказание и отслеживание для защиты от ракетных угроз.
3. Создание альтернативной GPS системы навигации для использования в среде в которой запрещен прием GPS.
4. Получение информации о космической обстановке в глобальном масштабе и почти в реальном времени.
5. Развитие сдерживающего потенциала,
6. Междоменное, сетевое, независимое от отдельных узлов боевое управление и связь. В том числе – для ядерного командования.
7. Масштабируемое постоянное глобальное наблюдение с малой временной задержкой, использующее системы искусственного интеллекта.
8. Во время развёртывания группировки должна быть создана оперативная, устойчивая, универсальная наземная инфраструктура космической поддержки. В том числе - наземные станции связи и средства запуска.

Для решения этих задач предлагается создать спутниковую группировку, состоящую из семи «слоев». Среди них - «транспортный» для обеспечения межспутниковой связи и связи спутников с наземными объектами. «Сенсорный слой» для отслеживания гиперзвуковых и баллистических ракет и совместно работающий с ним «слой опеки», отслеживающий выявленные цели. «Слой управления боем» для слежения за наземными объектами, оснащенный системой искусственного интеллекта, способного выдавать целеуказания наземным объектам. «Навигационный слой», который должен стать альтернативой GPS. «Сдерживающий слой» для наблюдения за дальним космосом и окололунным пространством. И «слой поддержки», зарезервированный для поддержки «партнерских спутниковых программ».

Глава SDA Дерек Турнер поясняет идею функционирования группировки: «Транспортный слой является основой архитектуры. Его спутники берут данные из нескольких систем слежения, обрабатывают их системой искусственного интеллекта и вырабатывают целеуказания для управления огнем, а затем передают их непосредственно на оружейную платформу через тактическую линию передачи данных или каким-либо другим способом».

Турнер подчеркивает, что цель новой системы - в поддержке военнослужащих, проводящих операции на суше, на море и в воздухе: «Наша цель состоит в том, чтобы иметь возможность предоставлять данные о целенаведении в реальном времени».

SDA будет использовать спиральную модель развития. Первоначально будет опробовано небольшое количество спутников каждого из слоев. Развертывание системы будет проводиться пошагово – двухлетними циклами.
Турнер поясняет преимущества такого подхода: «Двухлетние циклы позволяют агентству быстро выводить на орбиту новые спутниковые возможности в ответ на возникающие угрозы. Вместо того, чтобы годами ждать идеальной спутниковой системы, агентство хочет как можно скорее вывести на орбиту технологии, которые в настоящее время готовы, что даст нашим военным повышенные возможности в ближайшей перспективе».
«Мы не хотим, чтобы идеальное было врагом достаточно хорошего», - подчеркивает Турнер.
​​Для того, чтобы решить эту задачу, SDA будет проводить закупки по новой системе, что позволит осуществлять их быстрее, чем это обычно происходит в министерстве обороны.
SDA планирует закупать оборудование в рамках одно-двухлетних циклов. Параллельно с этим – продолжать совершенствовать оборудование по мере появления новых технологий, «аналогично тому, как индустрия программного обеспечения разрабатывает продукты».

На решение задачи создания спутниковой группировки зарезервировано около $11 млрд. SDA поделило свой пятилетний бюджет на два основных блока: $ 582 млн на "базовое" финансирование исследований и дорожных карт и $10,6 млрд на исследования, разработки, прототипирование, тестирование и развертывание слоев. Большая часть финансирования должна поступить в 2024 - 2025 годах.

В 2024 планируется развернуть около 200 сотен спутников в транспортном слое и несколько десятков в сенсорном слое. В 2026 году SDA будет продолжать достраивать систему по мере необходимости.

Турнер отмечает, что бизнес-сообществе в восторге от планов SDA.
Турнер _«регулярно встречается руководителей космических компаний, … которые сейчас строят крупные сети спутников широкополосной связи, сопоставимые с транспортным уровнем, который предусматривает SDA»_.

Комментируя принципы взаимодействия с частниками, Турнер поясняет: «Мы собираемся использовать коммерческую технологию. Но мы не собираемся полагаться на коммерческие созвездия или коммерческую индустрию так, чтобы она стала нашей основой. Наша миссия не будет зависеть от успеха коммерческой компании. … Мы не собираемся полагаться на одного поставщика, чтобы построить один слой. Это обеспечит нам устойчивость и обеспечит создание единой архитектуры спутников, что позволит им всем общаться друг с другом независимо от того, кто их создал».

Спутники будут закупаться непосредственно у коммерческих поставщиков.

Интенсивность производства в интересах SDA - _«один спутник в неделю в течение многих лет в будущем»_, - отмечает Турнер.

Комментируя полученный от SDA заказ на создание спутников сенсорного слоя, президент отдела космических систем компании L3Harris Билл Гэттл подчеркнул: «Цена за один спутник беспрецедентно низка для программ Пентагона и является признаком того, что военно-космический рынок будет двигаться в новом направлении».
Отметим, в настоящее время средняя цена спутника транспортного слоя составляет $14 млн, а спутников сенсорного слоя - $43 млн.
​​Главный редактор журнала Ars Technica, комментируя многочисленные переносы срока запусков SpaceX из-за "плохой погоды": "Союз: для этого плохиша не существует плохой погоды".
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
​​Создание США масштабной низкоорбитальной спутниковой группировки глобального слежения – отнюдь не единственное нововведение, меняющее правила игры в XXI веке.

За последние несколько лет значительных успехов достиг ряд стартапов, нацеленных на создание частных группировок спутников радиолокационного наблюдения с синтезированной апертурой (SAR). Наиболее известны - финский ICEYE и американская Capella. Однако работы ведутся и в других странах. Так, японская компания iQPS к 2025 году планирует развернуть 36-спутниковую SAR - группировку для сбора данных.

В настоящее время выигрывает эту гонку ICEYE. Компания уже развернула часть группировки и предоставляет свои услуги сем заинтересованным. Спутники компании весят менее ста килограмм и позволяют производить радиолокационную съемку объектов с разрешением в несколько десятков сантиметров. Пример – смотрите на видео, прикрепленном к посту.

Стартапы заявляют, что стоимость их услуг будет на столько низкой, что даже фермеры смогут использовать их услуги для выполнения рутинных операций.

Но, пока что, основным потенциальным покупателем услуг компаний являются американские военные. Для того, чтобы выйти на этот рынок, ICEYE специально развернуло офис в США.

Наблюдаемый резкий рост количества независимых субъектов, обладающих SAR – спутниками, не может не изменить ход будущих локальных войн и конфликтов.
Например, сейчас, в связи с событиями в Карабахе, ряд заинтересованных лиц выдвинули обвинения в адрес Ирана в снабжении Армении оружием. Обвинения подкреплялись проблемными видеозаписями, снятыми с помощью телефона. Но что можно ответить на подобные обвинения, если в качестве доказательства предоставят спутниковый снимок?
Или, например, если фермер может купить снимок своего поля, почему условные террористы в условной Сирии не смогут этого сделать?
​​На фото – спутник стартапа Capella источник
В очередном недельном дайджесте Phys.org встретил такой замечательный материал: «Новая интерпретация квантовой механики предполагает, что реальность не зависит от человека, ее измеряющего».

В современности ученые на полном серьезе доказывают, что мир существует и что он объективен. При том, что современная наука вообще существует только в рамках научного метода, опирающегося на предположение о том, что Мир материален и познаваем. (То есть если ты получил что-то, сколь угодно правильное, не научным методом – то полученный результат по определению не научен.)

«Согласно нашему исследованию, нет ничего, что указывало бы на то, что сознание человека будет нарушать результаты или создавать определенный результат или реальность. Интерпретация объективна и реалистична, и в то же время максимально проста. Мы любим ясность и предпочитаем убрать всю мистику», - говорит один из авторов исследования Юсси Люкконен.

Можно было бы просто посмеяться. Тем более что работа не относится к области «большой науки»: ее авторы – финские госслужащие, занимающиеся квантовой механикой в качестве хобби. Но эта статья заостряет внимание на нескольких проблемах.

Первая и самая очевидная – современная наука уперлась в стену, преодолеть которую никак не может. Мы не знаем ни того, как устроен Мир, ни того как дальше двигаться.
Но и отказываться от финансирования никто не собирается. Один из блестяще исполненных трюков, позволяющих продолжать получать деньги – подменить физику схоластикой. Другой – строить мега- экспериментальные установки для получения мега- научных результатов. (Может ли тот, кто выбил деньги на строительство, например, многомиллиардной гравитацонно-волновой лаборатории прийти к спонсору и сказать: мы ничего не нашли?)

Одно дело когда схоласты от физики занимаются своими изысканиями в своем узком кругу. Совершенно другое – когда выработанная ими субстанция изливается на общество.

В чем природа этой субстанции? Исчерпание; неспособность не только создать что-то новое, но и вырваться из тупика; осознание всего этого и жизнь, пропитанная таким осознанием. Александр Герцен в своих «Концах и началах», описывая исчерпание своего времени, писал:

Прилив революционного моря поднимался торжественно в 1789 и, не мучимый никакими сомнениями, затоплял старую весь; но когда все было покрыто его волнами и на минуту всплывшие головы без туловища (и в том числе одна в короне), митры без головы и шляпы с плюмажем пошли на дно, тогда впервые почувствовался какой-то страшный простор отсутствия. Освобожденные силы разъедали друг друга, потом устали и остановились — им нечего было делать, они ждали события дня, как поденщики ждут работы. Постоянные войска эти во время мира кипели боевой энергией, но не было боя, а главное — не было ясной цели. А если цели нет, все может быть целью: Наполеон их уверил, что он — цель, что война — цель, и отлил больше человеческой кровью, чем напор волн революционных прилил идей.
Маццини … посмотрел за политические стены. Там ему встретился колоссальный эгоизм Гёте; … там ему встретился гложущий себя колоссальный эгоизм Байрона.


Только усиленно сознающий человек с колоссальным эгоизмом может выработать мысль о многомировых вселенных, расщепляющихся каждый раз, когда он подбрасывает монетку. Или о том, что весь мир, в том числе квантовые случайности, вертится вокруг него.

Третья проблема – неразличение обществом того, что ему подсовывают. Индуцированные индийским пантеизмом построения Гегеля встретили яростное неприятие Белинского. Попытка Богданова сдвинуться в сторону нарождающегося позитивизма – яростную отповедь Ленина. Но не маскируемое даже втюхивание восточных религиозных идей, взрывающих западную культуру, – не вызывает вообще никакой реакции. Кроме «предпочтения убрать всю мистику». А что, в религии кроме мистики нет доктрины? С ней то что собираются делать продвинутые любители, которые и должны связывать высокую науку с широкими массами?
Замечательный курс, прочитанный великолепными преподавателями. Спасибо им за него!
https://ai.mipt.ru/dcam/science/seminars/archive/funkandiskran.php
​​Компания Accion Systems продемонстрирует свою новую двигательную установку в миссии NanoAvionics US rideshare.

Как устроен двигатель Accion Systems
Двигатель работает на основе явления полевого испарения ионов. В качестве рабочего тела используется ионные жидкости (низкотемпературные расплавы солей), состоящие из ионов. Под действием электрического поля происходит испарение ионов.

Чтобы создать большие поля, можно использовать иглы. Или – конусы Тейлора. Тяга от одного конуса не велика, поэтому таких конусов – испарителей ионов делают много (на рисунке изображен один из таких двигателей, разрабатываемых в MIT).

Удельный импульс таких двигателей может достигать 6000 секунд, что соизмеримо с другими электроракетными двигателями. Тяга – нескольких сотен микроньютон, что примерно на три порядка меньше, чем у «классических» ионных двигателей.

Преимуществами данных двигателей являются малые масса, размеры и вес, относительная простота конструкции, малая потребляемая мощность и отсутствие движущихся частей. Недостатком – малая тяга.
​​Демонстрационный полет двигательной установки TILE 3 пройдет в рамках миссии Rideshare. Эти испытания, проводимые компанией Accion Systems, спонсируются правительством США. Ожидается, что запуск состоится в течение второй половины 2021 года. Для полета будет использована платформа NanoAvionics M6P (см. на картинке).

«Двигатель TILE 3 компании Accion Systems - это революционная двигательная технология, и NanoAvionics с нетерпением ждет возможности вывести ее на орбиту. Система TILE 3 станет отличным дополнительным вариантом двигателя для линейки спутниковых платформ NanoAvionics», - заявил Ф. Брент Эббот, генеральный директор NanoAvionics US.

«NanoAvionics - идеальный партнер для запуска TILE. Мы выбрали демонстрационного партнера, который полностью понимает коммерческий потенциал TILE 3. Мы рады предоставить свои возможности для линейки спутниковых шин NanoAvionics», - заявил Питер Кант, генеральный директор Accion Systems.

Завтра – обсудим компании NanoAvionics и Accion Systems.