«Магнитосферщик», демонстратор и орбитальный телескоп «отправили в отставку»

Порою жизнь космических аппаратов обрывается тем или иным образом.

28 ноября 2022 г. Институт космических и астронавтических наук ISAS прекратил управление аппаратом GEOTAIL, изучавшим шлейф (хвост) земной магнитосферы, затем 7 апреля 2023 г. Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA остановило работу технологического демонстратора RAISE-2, а 11 апреля ISAS вывела космическую инфракрасную обсерваторию Akari из эксплуатации, принудительно «погубив» ее в верхних слоях атмосферы.

«Магнитосферщик» GEOTAIL (в представлении художника)

GEOTAIL (ジオテイル, «хвост Земли»), выведенный 24 июля 1992 г. на американской ракете Delta II, совместно разработан Японией и США. 30 с лишним лет провел он на высокоэллиптической околоземной орбите, доказав, что на дневной границе земной магнитосферы и в ее хвосте происходит магнитное пересоединение (перезамыкание магнитных линий), изучав поведение ионов и электронов в этом явлении и сделав много прорывных научных открытий в хвосте магнитосферы.

В частности, на вопрос, почему сполохи внезапно начинают ярко светиться, GEOTAIL нашел много «зацепок» в плазменном листе (plasma sheet) – источнике электронов полярного сияния.

28-31 марта в Токио прошла международная конференция Symposium on the Future of Heliospheric Science: From GEOTAIL and Beyond, посвященная результатам работы «магнитосферщика» и перспективным проектам, которые продолжат его «дело».

Ученые из США, Европы и Японии представили свои идеи для будущих миссий. Но несмотря на то, что GEOTAIL позволил узнать много нового о магнитосфере Земли, было принято решение, что для более ясного понимания структуры и динамических явлений нашего немаленького магнитного поля одним аппаратом ну не обойтись, и необходимо одновременное орбитальное функционирование нескольких таких «земных хвостов» в будущем…

RAISE-2 (в представлении художника)

Малогабаритный спутник-демонстратор RAISE-2 (RApid Innovative payload demonstration SatellitE-2, 革新的衛星技術実証2号機) был запущен 9 ноября 2021 г. на ракете Epsilon-5 (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/82188/). В феврале 2022 г. началась его штатная эксплуатация и тестирование шести бортовых единиц для отработки новаторских решений.

Демонстратор таким образом провел на орбите более года. За этот период все технологии – SPR, I-FOG, ASC, 3D-ANT, ATCD и MARIN – прошли орбитальную проверку, и вполне успешно.

14 апреля на пресс-конференции для представителей СМИ глава Японского агентства Ямакава Хироси (山川 宏) напомнил, что из-за потери демонстратора RAISE-3 (RApid Innovative payload demonstration SatellitE-3/革新的衛星技術実証3号機), а вместе с ним и нескольких микроспутников и кубсатов, при аварии Epsilon-6 в октябре прошлого года (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85028/), в феврале JAXA решило добавить три дополнительных места для размещения ПН на следующем демонстраторе RAISE-4. А бывшая на RAISE-3, но потерянная ПН, при условии прохождения конкурса, может быть установлена на RAISE-4 или RAISE-5.

В отличие от тех же GEOTAIL и RAISE-2, которые пока остались на орбите, 11 апреля в 13:44 JST космическая обсерватория «Акари» (あかり, «Свет» или ASTRO-F) (см НК № 4, 2006, с. 6-9: https://www.roscosmos.ru/34264/) «насильственно» вошла в атмосферу над Северной Атлантикой (в районе 26.2° с.ш., 49.0° з.д.).

ИК-зондирование «Светом» астероидов (в представлении художника)

ASTRO-F, известную и под другим названием IRIS (InfraRed Imaging Surveyor), запустила 22 февраля 2006 г. с КЦ Утиноура восьмая ракета M-V, а в ноябре 2011 г., когда «утекло» пять эксплуатационных лет, работа «Света» на орбите была завершена.

«Акари» сделал много открытий в своей области. Из его последних свершений – обнаружение на длине волны 2.7 мкм (недоступной для наземных телескопов) инфракрасного спектра водных минералов в астероидах.

 

Суборбитальный «гуляющий»

Весной JAXA сообщила, что в апреле месяце финансово «вложилась» в стартап Space Walker, основанный в Токио 25 декабря 2017 г. и являющийся «выходцем» из Технологического университета Кюсю (九州工業大学 или Kyutech), преф. Фукуока, регион Кюсю.

Второй слева – глава Space Walker, Манабэ Акихидэ, 19 апреля 2023 г.

Благодаря инвестированию агентских средств и использованию результатов своих НИОКР в разработках частной компании JAXA желает помочь японскому бизнесу и внести свой вклад в развитие рынка космических транспортных систем.

Как сообщается, Space Walker/SW (дословно: «гуляющий в космосе», т.е. «выполняющий внекорабельную деятельность») стал первой частной структурой из ракетно-космической отрасли, что добился финансовых вливаний со стороны Японского агентства.

Суборбитальный космоплан Space Walker и его композитные баки

Стартап, возглавляемый Манабэ Акихидэ (眞鍋 顕秀), проектирует и разрабатывает суборбитальный космоплан, а также занимается разработкой, производством и продажей композитных газовых баков под высоким давлением и композитных резервуаров для криожидкостей. Первые будут хранить гелий или азот и использоваться на космопланах и искусственных спутниках, а вторые, заполненные сжиженным метаном или кислородом такого же состояния, предназначены для установки на жидкостных ракетах. Причем обоим типам баков нового поколения найдется и вполне себе земное применение.

Суборбитальный космоплан SW (в представлении художника)

На 2025 г. SW планирует летную демонстрацию прототипа космоплана, в 2027 г. хочет провести научные эксперименты на борту и доставить на орбиту спутники, а в 2029 г. – отправить в сопровождении двух пилотов шесть человек в суборбитальный полет.

Таким образом Япония, дабы не отставать от Америки, Европы и соседних стран, задалась целью объединить ресурсы государства, промышленности и научных кругов, чтобы к концу нашего десятилетия создать многоразовые космические транспортные системы.

Так что «суборбитальный» стартап воспользуется идеями и наработками по проектам японских «космических челноков» HOPE (H‐II Orbiting Plane) и HOPE-X (H‐II Orbiting Plane Experimental), которыми с 1993 по 2005 гг. занималось еще NASDA (с 2003 г. – JAXA), а также по проекту крылатых ракет, которым с 2005 г. занимался Kyutech.

В части исследований и разработок в дополнение к Японскому агентству университетскому стартапу оказывают содействие корпорация IHI, ее подразделение IHI Aerospace (IHIエアロスペース), корпорация Kawasaki Heavy Industries (川崎重工業), Kyutech и другие организации и институты.

 

Падение Hakuto-R. Что же случилось?

Посадочные аппараты, как и спутники, и космические телескопы, и межпланетные станции иногда погибают, не успев начать свою исследовательскую деятельность. Мы намекаем на «Белого зайца-R», попытавшегося мягко сесть на Луну, но потерпевшего сокрушительную неудачу (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85929/). Здесь уже речь идет не о тонком расчете с целью наведения Hakuto-R на небесное тело и создания лунки, как в случае, например, с DART, (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85215/), а определенно о «непредумышленном убиении» японского аппарата вследствие инженерных просчетов и неопытности.

26 мая ispace заявила о завершении анализа данных, полученных ЦУПом компании в токийском районе «Нихонбаси» (日本橋) при попытке совершения мягкой посадки на Луну «Белого зайца-R» ровно месяцем ранее – 26 апреля. Специалисты полагают, что вот как все было…

Перед прилунением Hakuto-R выполнил все необходимые операции по снижению скорости и на последней стадии мягкого, как тогда думалось, прилунения приблизился к отметке примерно 5 км до поверхности Селены, обладая плановой скоростью менее 1 м/с и находясь вертикально по отношению к нашей небесной соседке, то есть с ориентацией и скоростью в тот момент все было в порядке. Но дальше случилось нечто непредвиденное.

С одной стороны программное обеспечение не отработало как надо, и возникла ошибка в системе определения высоты аппарата, и на реальной высоте в 5 км от поверхности программа решила, что «Белый заяц-R» уже сидит на Луне, то есть высотная отметка равна 0…

С другой стороны, после этого аппарат продолжил снижаться, но проверки касания не было произведено, и в момент, когда кончилось топливо, система управления спуском, в которую входит контроль ориентации, отключилась, и тогда уже Hakuto-R начал безудержное падение…

ispace обязательно учтет все ошибки, чтобы мягко доставить на Луну свой второй аппарат в 2024 г. и третий в 2025 г.

Кстати, в день немягкого прилунения «Белого зайца-R» американский окололунный орбитальный аппарат LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) сделал 10 снимков расчетного места посадки.

Снимок LRO. Место гибели видно как светлая область в центре размером 60-80 м

 

H-III. Второй испытательный без ПН?

В мае мы также хотели «разобрать» аварии двухступенчатой тяжелой ракеты-носителя H-III (TF1) и легкой трехступенчатой твердотопливной Epsilon-6, но JAXA продолжает публиковать новые отчеты в рамках расследования соответствующих спецкомиссий, поэтому пока торопиться не будем.

Единственно важно сообщить, что 24 мая Японское агентство заявило о целесообразности размещения на борту H-III при втором испытательном пуске (試験機2号機/TF2) не «Улучшенного радиолокационного спутника ДЗЗ» ALOS-4 (Advanced Land Observing Satellite; 先進レーダ衛星 или «Дайти-4»), а какой-либо другой полезной нагрузки для проверки характеристик носителя в полете. Даже с высокими шансами на успех второй раз подряд терять такой хороший и современный спутник просто непозволительно!

Поэтому «Дайти-4» запустит, при условии отличных результатов TF2, уже следующее, по счету то есть третье изделие H-III.

Кроме того, изначально предполагалось, что при выведении ALOS-4 будет испытана конфигурация носителя не H3-22 (как при TF1), а H3-30, то есть на первой ступени H-III предполагалось установить не два двигателя LE-9 и два твердотопливных ускорителя SRB-3, а просто три LE-9, безо всяких SRB-3.

Но теперь, учитывая аварию испытательного пуска, потребуются дополнительные проверки варианта H3-30, и чтобы не терять время, в 2023-2025 ф.г. (до 1 апреля 2026 г.) впредь новая ракета будет стартовать пока только в конфигурации H3-22 или H3-24 (два LE-9, четыре SRB-3).

 

Евгений Рыжков

 

Источники:

839