Спутниковые новости

Как прошло?

Миссия SpaceX Starlink Group 6-14 успешно запустила 22 спутника Starlink v2 Mini на ракете Falcon 9. Falcon 9 стартовал со стартового комплекса 40 (SLC-40) на станции космических сил на мысе Канаверал во Флориде, США. Группа Starlink 6-14 ознаменовала 103-ю оперативную миссию Starlink, увеличив общее количество запущенных спутников Starlink до 5070, из которых ~4726 все еще находятся на орбите вокруг Земли.

Что такое Старлинк?

Starlink — это группировка спутников интернет-связи SpaceX. Созвездие на низкой околоземной орбите обеспечивает быстрый интернет-сервис с малой задержкой в ​​местах, где наземный интернет ненадежен, недоступен или дорог. Первая фаза созвездия состоит из пяти орбитальных оболочек.

Starlink в настоящее время доступен в определенных регионах, что позволяет любому человеку в одобренных регионах делать заказ или делать предварительный заказ . После 28 запусков SpaceX достигла почти глобального покрытия, но первая версия группировки не будет завершена, пока не будут заполнены все пять оболочек. Ожидается, что после завершения первого и второго поколений Starlink прибыль предприятия составит 30–50 миллиардов долларов в год. Эта прибыль в значительной степени пойдет на финансирование амбициозной программы космических кораблей SpaceX, а также Марсианской базы Альфа .

1

Что такое спутник Starlink?

Каждый спутник Starlink v1.5 имеет компактный дизайн и массу 307 кг. SpaceX разработала плоскую конструкцию, позволяющую разместить как можно больше спутников в обтекателе полезной нагрузки Falcon 9 шириной 5,2 метра. Благодаря такой плоской конструкции SpaceX может разместить на второй ступени до 60 спутников Starlink и распределитель полезной нагрузки, сохраняя при этом возможность восстановить первую ступень. Это близко к восстанавливаемой полезной нагрузке Falcon 9 на НОО, около 16 тонн. 

Каким бы маленьким ни был каждый спутник Starlink, каждый из них оснащен высокотехнологичной связью и экономичными технологиями. Каждый спутник Starlink оснащен четырьмя антеннами с фазированной решеткой для обеспечения связи с высокой пропускной способностью и малой задержкой, а также двумя параболическими антеннами. Спутники также включают в себя систему отслеживания звезд, которая предоставляет спутнику данные о положении, обеспечивая точность широкополосной связи. 

Каждый спутник Starlink v1.5 также оснащен системой межспутниковой лазерной связи. Это позволяет каждому спутнику напрямую связываться с другими спутниками, минуя наземные станции. Это уменьшает количество необходимых наземных станций, позволяя охватить всю поверхность Земли, включая полюса.

Спутники Starlink также оснащены автономной системой предотвращения столкновений, которая использует базу данных отслеживания мусора Министерства обороны США (DOD) для автономного предотвращения столкновений с другими космическими кораблями и космическим мусором. 

Для снижения затрат каждый спутник имеет одну солнечную панель, что упрощает производственный процесс. Чтобы еще больше сократить расходы, двигательная система Starlink, ионный двигатель, использует в качестве топлива криптон вместо ксенона. Хотя удельный импульс (ISP) криптона значительно ниже, чем у ксенона, он намного дешевле, что еще больше снижает стоимость производства спутника.

Каждый спутник Starlink оснащен первым ионным двигателем на эффекте Холла, работающим на криптоне. Этот двигатель используется как для обеспечения правильного орбитального положения, так и для подъема и спуска орбиты. В конце срока службы спутника этот двигатель используется для его увода с орбиты.

Starlink v2 и v2 мини

Спутники SpaceX Starlink v2 — это более крупные и мощные спутники, предназначенные для запуска на ракете-носителе SpaceX Starship. Хотя об этих спутниках пока мало что известно, известно, что они весят около 1200 кг и имеют конструкцию с двумя солнечными батареями для увеличения мощности, подаваемой на спутник. Кроме того, по словам генерального директора и технического директора SpaceX Илона Маска, спутники будут иметь на порядок большую пропускную способность, более высокие скорости и примерно в 10 раз лучше во всех отношениях.

В будущем спутники Starlink v2 будут действовать как вышки сотовой связи, обеспечивая покрытие сотовой связи по всему миру для клиентов T-Mobile. Маск заявил, что каждый из этих спутников будет иметь пропускную способность примерно 2–4 Мбит/с на зону сотового телефона, что позволит передавать десятки тысяч текстовых SMS-сообщений в секунду или совершать телефонные звонки многим пользователям. Хотя эта технология в первую очередь предназначена для связи со службами экстренной помощи по всему миру (аналогично функции Apple Connect to Satellite в серии iPhone 14), ее также можно будет использовать для отправки сообщений, не связанных с чрезвычайными ситуациями.

Из-за задержек с запуском ракеты-носителя Starship SpaceX готовится (и подала заявку на разрешение) к запуску спутников Starlink v2 «Mini», которые будут запускаться на ракете Falcon 9. Эти спутники имеют более мощную фазированную антенную решетку и используют E-диапазон для транзитной связи. Это позволяет каждому спутнику обеспечивать в 4 раза большую пропускную способность, чем Starlink v1.0 и v1.5.

Спутники Starlink v2 Mini оснащены новым аргоновым двигателем Холла для маневрирования на орбите. Они генерируют в 2,4 раза большую тягу, чем двигатели на спутниках версии 1.5, и имеют в 1,5 раза больший удельный импульс. Спутники Starlink v2 Mini станут первыми спутниками, использующими на орбите аргоновый двигатель.

Что такое группировка спутников Starlink?

Спутниковая группировка — это группа спутников, которые работают вместе для достижения общей цели. Группировка Starlink компании SpaceX состоит из двух поколений: первое (которое в основном завершено) заполнено спутниками Starlink v1/1.5, а второе должно быть заполнено спутниками Starlink v2 и v2 Mini.

Первое поколение Starlink состоит из пяти орбитальных оболочек и имеет в общей сложности 4408 спутниковых слотов. Эти спутники будут полностью запущены на Falcon 9, и ожидается, что эти запуски завершатся в 2023 году.

Второе поколение состоит из 29 988 спутников — это примерно в 20 раз больше спутников, чем когда-либо было запущено до запуска Starlink в 2019 году. Эти спутники в основном будут запускаться компанией Starship; однако, как упоминалось ранее, Falcon 9 запустит некоторые из этих спутников, пока Starship не работает.

Из-за огромного количества спутников Starlink многие астрономы обеспокоены их влиянием на ночное небо. Тем не менее, SpaceX работает с астрономическим сообществом и вносит изменения в спутники, чтобы их было труднее увидеть с земли и они были менее заметными для ночного неба. SpaceX изменила способ поднятия орбит спутников и, начиная со Starlink v1.0 L9, добавила солнцезащитный козырек для уменьшения отражательной способности света. Эти изменения уже существенно снизили влияние Starlink на ночное небо.

Орбитальные снаряды Starlink фазы 1:

Оболочка 1

Первая орбитальная оболочка спутников Starlink состоит из 1584 спутников на низкой околоземной орбите 53,0° 550 км. Оболочка 1 состоит из 72 орбитальных плоскостей, по 22 спутника в каждой плоскости. Эта оболочка в настоящее время почти завершена, и время от времени спутники заменяются. Первый корпус обеспечивает покрытие примерно от 52° до -52° широты (~ 80% поверхности Земли) и не будет иметь лазерной связи до тех пор, пока не будет заменен.

Шелл 2

Вторая оболочка Starlink разместит 720 спутников на орбите 70° 570 км. Эти спутники значительно увеличат зону покрытия, в результате чего группировка Starlink покроет около 94% земного шара. SpaceX разместит по 20 спутников в каждой из 36 плоскостей третьей оболочки. Эта оболочка в настоящее время заполняется вместе с Оболочкой 4.

Оболочка 3

Shell 3 будет состоять из 348 спутников на орбите 97,6° 560 км. SpaceX разместила на этой орбите 10 испытательных спутников с лазерной связью в рамках своей миссии Transporter-1 для тестирования спутников на полярной орбите. SpaceX запустила к этому снаряду еще три спутника в рамках миссии Transporter-2. 6 апреля 2021 года Гвинн Шотвелл заявила, что SpaceX будет проводить летом регулярные полярные запуски Starlink, однако эта оболочка сейчас имеет самый низкий приоритет и, как ожидается, будет заполнена последней. Все спутники, которые будут выведены на эту орбиту, будут иметь межспутниковую лазерную связь. Shell 3 будет иметь шесть орбитальных плоскостей по 58 спутников в каждой.

Оболочка 4

Четвертая оболочка будет состоять из 1584 спутников на расстоянии 540 км под углом 53,2° на околоземной орбите. Эта обновленная орбитальная конфигурация немного увеличит зону покрытия и значительно увеличит пропускную способность группировки. Эта оболочка также будет состоять из 72 орбитальных плоскостей по 22 спутника в каждой. Эта оболочка в настоящее время заполняется вместе с Оболочкой 2.

Шелл 5

Последняя оболочка первой фазы Starlink разместит 172 спутника на другой околоземной полярной орбите с координатой 97,6° 560 км. Shell 5 также будет состоять исключительно из спутников с лазерной связью; однако, в отличие от Shell 3, он будет состоять из четырех орбитальных плоскостей по 43 спутника в каждой.

Однако неясно, будет ли эта оболочка еще заполнена; предыдущие запуски группы 5 осуществлялись на орбиту 43°.

Орбитальные снаряды Starlink поколения 2:

Созвездие Starlink gen 2 состоит из девяти орбитальных оболочек. Пока неясно, как будут называться эти снаряды.

SpaceX должна до марта 2024 года завершить половину проекта «Поколение 1» и должна полностью завершить строительство поколения 1 к марту 2027 года.

Что такое Falcon 9 Block 5?

Falcon 9 Block 5 — частично многоразовая двухступенчатая ракета-носитель средней грузоподъемности компании SpaceX. Ракета состоит из многоразовой первой ступени, одноразовой второй ступени и, в конфигурации с полезной нагрузкой, пары половин многоразового обтекателя.

Начальная ступень

Первая ступень Falcon 9 содержит девять двигателей Merlin 1D+, работающих на уровне моря. Каждый двигатель использует открытый газогенераторный цикл и работает на РП-1 и жидком кислороде (LOx). Каждый двигатель выдает тягу 845 кН на уровне моря, с удельным импульсом (УИ) 285 секунд, и 934 кН в вакууме с УИУ 313 секунд. Благодаря мощному двигателю и большому их количеству первая ступень Falcon 9 способна потерять один двигатель сразу на стартовой площадке или до двух позже в полете и иметь возможность успешно разместить полезную нагрузку в орбита.

Двигатели «Мерлин» воспламеняются от триэтилалюминия и триэтилборана (ТЭА-ТЕБ), которые мгновенно загораются при смешивании в присутствии кислорода. При статической стрельбе и пуске ТЭА-ТЭБ обеспечивается средствами наземного обслуживания. Однако, поскольку первая ступень Falcon 9 способна приземлиться с движением, три двигателя Merlin (E1, E5 и E9) содержат канистры TEA-TEB для повторного зажигания при обратном разгоне, входе в атмосферу и приземлении.

Вторая стадия

Вторая ступень Falcon 9 — единственная расходная часть Falcon 9. Она содержит единственный двигатель MVacD, развивающий тягу 992 кН и ISP 348 секунд. Вторая ступень способна выполнить несколько запусков, что позволит Falcon 9 вывести полезную нагрузку на несколько разных орбит.

SpaceX в настоящее время запускает две разные версии сопла двигателя MVacD. Стандартная конструкция сопла используется в высокопроизводительных миссиях. Другое сопло представляет собой значительно более короткую версию стандартного, что снижает как производительность, так и расход материала; с этим соплом двигатель MVacD создает в космосе на 10% меньшую тягу. Это сопло используется только в миссиях с низкой производительностью, поскольку оно уменьшает количество необходимого материала на 75%. Это означает, что SpaceX может запустить в три раза больше миссий с тем же количеством ниобия, чем с более длинной конструкцией.

Для миссий с большим количеством горений и/или длительными пробегами между ними вторая ступень может быть оснащена пакетом расширения миссии. Когда вторая ступень имеет этот пакет, она имеет серую полосу, которая помогает поддерживать температуру RP-1, увеличенное количество сосудов под давлением с композитной оберткой (COPV) для контроля над давлением и дополнительный TEA-TEB.

Ускоритель Сокол 9

Ракета-носитель, поддерживавшая миссию Starlink Group 6-14, называлась B1076-7. Как следует из названия, ракета-носитель поддерживала шесть предыдущих полетов. После успешной посадки его обозначение изменилось на B1076-8.

После разделения ступеней Falcon 9 произвел два ожога. Эти ожоги мягко коснулись ракеты-носителя автономного беспилотного корабля космодрома SpaceX  «Недостаток гравитации» .

Обтекатели Falcon 9

Обтекатель Falcon 9 состоит из двух разных половин многоразового использования. Первая половина (половина, обращенная в сторону от транспортного монтажного устройства) называется активной половиной и содержит пневматику системы разделения. Другая половина обтекателя называется пассивной половиной. Как следует из названия, эта половина играет чисто пассивную роль в процессе отделения обтекателя, поскольку она опирается на пневматику активной половины.

Обе половины обтекателя оснащены двигателями на холодном газе и парафойлом, которые используются для мягкого приземления половины обтекателя в океане. Раньше SpaceX пыталась поймать половины обтекателя, однако в конце 2020 года эта программа была отменена из-за рисков для безопасности и низкой успешности. На Starlink Group 6-14 компания SpaceX попыталась поднять половинки обтекателя из воды с помощью своего спасательного судна Doug .

В 2021 году SpaceX начала полеты новой версии обтекателя Falcon 9. В новой «модернизированной» версии вентиляционные отверстия имеются только в верхней части каждой половины обтекателя, в зазоре между половинками, тогда как в старой версии вентиляционные отверстия были расположены на равном расстоянии от основания обтекателя. Перемещение вентиляционных отверстий снижает вероятность попадания воды в обтекатель, что значительно повышает вероятность успешного зачерпывания.

Ссылка на источник