Ыңгайлуу көрүү бурчу
18-30 километр тартиптеги стратосфералык бийиктикти адамдар начар өздөштүрүшөт. Мындай "космоско жакын" жерде учак сейрек кабыл алынат жана ал жерде эч кандай космос аппараты жок. Бирок Жердин аба катмарындагы мындай катмар жашыруун байкоо жүргүзүү үчүн абдан ыңгайлуу. Биринчиден, мындай бийиктиктеги учактар Афганистан же Сирия аймактарына окшош аймакты изилдей алат жана ошол эле учурда бир аймакта узак убакыт бою патрулда болот. Ошол эле учурда, орбиталык спутник рельефти өтө тез өткөрүп жиберет, көбүнчө маанилүү объектилерди жана процесстерди тартууга убактысы жок. Экинчиден, жердеги абадан коргонуу системалары азырынча анча чоң эмес жана бийик тоолуу чалгындоочу учактарды издөө жана жок кылуу үчүн иштелип чыккан эмес. Эсептөөлөр боюнча, эффективдүү чачыроо аянты 0,01 мге жетиши мүмкүн2… Албетте, асманда мындай жасалма спутниктердин массалык түрдө пайда болушу менен абадан коргонуу системасы кармоо үчүн чечимдерди табат, бирок жок кылуунун баасы өтө чоң болушу мүмкүн. Чалгындоодон тышкары бийик тоолуу дрондор байланышты жана навигацияны камсыздай алат.
Буга чейин иштелип чыккан, мындай бийиктикке ылайыкталган дрондордун көбү күн батареялары менен батареялардын негизинде курулган. Бир нече ондогон километр бийиктикте күн энергиясы алда канча эффективдүү "сиңирилет", бул канаттуу машинага электр кыймылдаткычтарын иштетүүгө гана эмес, батареяларда энергияны топтоого мүмкүндүк берет. Түнкүсүн дрондор күндүз сактаган нерселерин колдонот; таң атканда цикл кайталанат. Машиналар бир нече күндөн бир нече жылга чейин 30 километр бийиктикте учууга мүмкүндүк берген түбөлүктүү кыймылдаткычтын бир түрү болуп чыкты. Мисалы, эгерде ушундай жасалма спутниктин бири атактуу Global Hawkтын ордун басса, анда оператордун өзү эле жылына 2000 тоннага жакын күйүүчү майды үнөмдөйт. Бул төмөн бааны жана иштөө убактысын алда канча узартууну эске албайт. Бирок, бул маалыматтардын баары теориялык: ушул кезге чейин мындай жабдуулардын учуу узактыгы боюнча рекорд 26 күндү түзөт. Буга 2018-жылы Европанын жасалма спутниги Airbus Zephyr жетишкен.
Классикалык спутниктерге салыштырмалуу бийик тоолуу дрондор табигый түрдө алда канча арзан жана Жерге жакыныраак, бул жогорку сапаттагы атууну жана байкоону камсыз кылат. Жогоруда айтылган Airbus Zephyr, Global Hawk компаниясынан 10 эсе, World View спутниктеринен 100 эсе арзан. Бул учурда жасалма спутниктер ионосферанын астында жайгашкан, бул навигациянын тактыгын жана радио эмиссия булактарынын жайгашкан жерин аныктоону жогорулатат. Спутниктен айырмаланып, учак бүркүт сыяктуу байкоо объектисинин үстүндө узак убакыт бою айланып, төмөндө болуп жаткан бардык өзгөрүүлөрдү көзөмөлдөй алат.
Стратосфералык учуу үчүн жасалма спутниктин түшүнүгү кандай? Бул жакшы эффективдүү күн батареялары, аккумуляторлор жана күйүүчү май клеткалары менен жабдылган, жакшы аэродинамикалык мүнөздөмөлөргө ээ болгон жеңил курама учак. Мындан тышкары, жогорку эффективдүү электр кыймылдаткычтары, аз энергия керектөөчү, учуудагы өзгөчө кырдаалдарга ыкчам жана өз алдынча реакция кылууга жөндөмдүү жеңил башкаруу түзүлүштөрү талап кылынат. Мындай бийик тоолуу транспорт каражаттары төмөн көтөрүмдүүлүгү (100-200 килограммга чейин) жана өтө жай жүрүүсү-саатына бир нече ондогон километрге чейин айырмаланат. Алардын биринчиси 1980 -жылдары Америка Кошмо Штаттарында пайда болгон.
Учуучу күн батареялары
HALSOL программасынын эксперименталдык жасалма спутниктери Америка Кошмо Штаттарында мындай түзүлүштөрдүн ичинен биринчиси болгон. Технологиядагы башталгыч артта калуучулуктан улам акылга сыярлык эч нерсе келген жок: сыйымдуу батареялар же натыйжалуу күн батареялары жок болчу. Долбоор жабылган, бирок прототиптердин сырткы көрүнүшү жашыруун болгон эмес жана демилге НАСАга өткөн. Анын адистери 1994-жылы Pathfinder программасын сунушташкан, бул чындыгында келечектеги жасалма спутниктердин алтын стандарты болуп калган. Аппараттын канатынын узундугу 29,5 метр, учуу салмагы 252 килограмм жана бийиктиги 22,5 чакырым болгон. Бир нече жыл ичинде долбоор бир нече жолу модернизацияланган; сериянын акыркысы канаттары 75 метрге чейин созулган Helios HP болчу, учуу салмагы 2,3 тоннага чейин жеткен. Бул түзүлүш муундардын биринде 29524 метрге чейин көтөрүлө алган - бул реактивдүү кыймылдаткычтары жок горизонталдуу учуучу учактар үчүн рекорд. Кемчиликсиз суутек отун клеткаларынан улам Helios HP экинчи учуу учурунда абада кулап түшкөн. Аны кайра калыбына келтирүү идеясына кайтып келишкен жок.
Экинчи белгилүү жасалма спутниктин модели 2003-жылы жасалма горизонтто пайда болгон британиялык QinetiQ Zephyr үй-бүлөсү деп атоого болот. Кеңири тестирлөөдөн жана дизайнды өркүндөтүүдөн кийин, долбоор 2013 -жылы Airbus Defence and Space тарабынан сатылып алынган жана эки негизги моделге иштелип чыккан. Биринчисинин канатынын узундугу 25 мди түзөт жана өзүнө төмөнкүлөрдү камтыйт: өтө жеңил көмүр буласынан жасалган планер, United Solar Ovonicтен аморфтуу кремнийден жасалган күн панелдери, Sion Power компаниясынан литий-күкүрт батареялары (3 кВтс), автопилот жана заряддагыч QinetiQ. Күн батареялары 1,5 кВтка чейин электр энергиясын өндүрөт, бул 18 км бийиктикте күнү-түнү учууга жетиштүү. Экинчи, чоңураак жасалма спутник Zephyr T болчу, анын эки куйругу бум жана канаттарынын кеңейиши (25 мден 33 мге чейин). Бул дизайн пайдалуу жүктү төрт эсе көтөрүүгө мүмкүндүк берет (салмагы 20 кг, радардык станцияны 19500 м бийиктикте жайгаштыруу үчүн жетиштүү).
Zephyr буга чейин Улуу Британиянын жана АКШнын аскерлери менен бир өлчөмдө келишим түзгөн. Алар 2019 -жылдын мартында Фарнборо шаарындагы (Гэмпшир) жыйноочу заводдун жанына кулап түшкөндө, аскерлерге толугу менен көнүүгө үлгүрүшкөн эмес. Бул кырсыкта мындай учактын негизги кемчилиги толук атак -даңк менен ачылды - анын учуп -конуу учурунда метеорологиялык шарттарга болгон жогорку сезгичтиги. Көптөгөн километрлердеги жумушчу бийиктикте жасалма спутниктер жаан-чачындан жана шамалдан коркпойт, бирок жерде өзүн ыңгайсыз сезишет.
DARPA да мындай келечектүү темадан четте калган жок жана 2000-жылдардын аягында VULTURE программасын баштаган (Өтө бийик тоолуу, Ультра чыдамкайлык, Loitering Theatre Element-операциялар театрынын үстүндө өтө узакка созулган байкоо системасы). Тун баласы Soin Eagle псевдо спутниги, Boeing Phantom Works тарабынан QinetiQ жана Venza Power Systems менен биргеликте түзүлгөн. Бул алптын канатынын узундугу 120 метр, литий-күкүрт батареялары, күн батареялары жана суутек клеткалары менен иштөөчү сегиз мотор бар. Учурда америкалыктар долбоорду классификациялашты жана, кыязы, Күн бүркүтүн өндүрүшкө чейинки прототиптер түрүндө сынап жатышат.
Классификацияланбаган прототиптердин эң заманбапы-BAE жана Prismatic Ltd-PHASA-35 (Persistent High Altitude Solar Aircraft, узак мөөнөттүү бийик тоолуу күн самолету) тарабынан биргелешип иштелип чыккан жасалма спутник. 2020 -жылдын февралында биринчи жолу Түштүк Австралиядагы Королдук Аскердик Аскердик Базасында абага учурулган. Канаты бар учуучу күн панели 21 чакырымга көтөрүлүп, салмагы 15 килограммга чейин көтөрө алат. Бийик тоолуу дрондордун стандарттары боюнча, PHASA-35тин кичинекей 35 метрлик канаты бар жана иштеп чыгуучулардын өздөрү жазгандай, мониторинг, байланыш жана коопсуздук үчүн арналган. Бирок, жасалма спутниктин баштапкы жана негизги жолу согуштук иштер болот. Буга байланыштуу, биринчи учуунун жыйынтыгы боюнча, BAE Systemsтин техникалык директору Ян Мулдоней комментарий берди:
Бул эң сонун алгачкы жыйынтык жана биз британиялык мүмкүнчүлүктөрдүн эң мыктысын бириктиргенде жетишиле турган темпти көрсөтүп турат. Дизайндан учууга эки жылдан аз убакытта (20 ай) өтүү, биз Улуу Британиянын өкмөтү алдыдагы он жылдыкта келечектеги аба согуш системасын куруу үчүн алдына койгон кыйынчылыкка көтөрүлө аларыбызды көрсөтөт.
Ушул жылдын аягына чейин сыноолорду бүтүрүү жана 12 айдан кийин биринчи өндүрүш унааларын кардарга өткөрүп берүү пландаштырылган. Бирок пандемия, албетте, белгиленген мөөнөттө өзүнүн оңдоолорун киргизет.
Эми мындай бийик тоолуу дрондорго болгон кызыгуунун туруктуу өсүшү байкалууда жана өнүктүрүү аймагынын кеңейиши буга далил. Кытайдын, Индиянын, Тайвандын жана Түштүк Кореянын ийгиликтеринен тышкары, псевдо-спутниктерди иштеп чыгууга орусиялык конструктордук бюролор тартылган. Биринчи жергиликтүү бийик тоолуу эксперименталдык учкучсуз учуучу аппарат С. А. Лавочкин жана ЛА-251ди "Аист" деп аташкан. Ал биринчи жолу Армия-2016 форумунда көрсөтүлдү. Дрон кадимки аэродинамикалык дизайн боюнча жасалган жана канатынын узундугу 16 м, салмагы болжол менен 145 кг болгон бекер ташуучу моноплан. Монопландын эки куйругу бар, 3 кВттык төрт мотору бар жана 240 Ah батареясы менен жабдылган. Учуунун бийиктиги 12 миң метрге чейин, узактыгы 72 саатка чейин. Канаттарынын узундугу 23 метр жана жүк 25 кг болгон чоңураак "Аист" иштелип чыгууда. Мындай жасалма спутник буга чейин 18 километрге көтөрүлүп, абада бир нече күн тура алат. Дизайнды жеңилдетүү үчүн учак бир нур менен калды жана моторлордун саны төрттөн экиге чейин кыскарды. Жасалма спутниктердин ата мекендик темасын андан ары өнүктүрүүгө 400-600 Вт / кг спецификалык энергия чыгаруучу литий-күкүрт батареяларын өндүрүү технологиясынын жоктугу тоскоол болууда. Мындан тышкары, бизге 0,32 кг / м өзгөчө тартылуусу бар күн батареялары керек2 эффективдүүлүгү 20%дан кем эмес. Көп жагынан алганда, Россия дүйнөлүк лидерлер менен болгон ажырымды азайта алабы, ушуга байланыштуу. Ушунчалык чоң аймакка ээ болгон биздин өлкө келечекте мындай жасалма спутниктерсиз жасай албайт.
