Смешные фантазии о спасении спутников

[LeonT]

Любителям пофантазировать - в раздел ненаучной фантастики или в юмор.

Jawohl, mein fuhrer! /Как скажешь, начальник... (нем.) /

Итак, хотелось бы выяснить экономическую целесообразность создания некоей службы, целью которой было бы оказание помощи "на месте" в устранении неполадок, возникших при запуске орбитальных объектов.
Например, на недавно потерянном АМ-4.

Первый вопрос, во сколько оценивается ежегодный ущерб от таких ситуаций?

Второй, в каком проценте случаев, такая помощь могла бы оказаться эффективной?

Третий, во сколько обойдётся содержание обитаемого (?) аппарата (возможно, в комплексе международной орбитальной станции), который можно было бы использовать для таких операций?

Четвёртый, каковы требования к такому аппарату?

Пятый, во сколько обойдётся собственно, перемещение такого аппарата по разновысотным и разнонаправленным орбитам, к объекту и назад к базе?

Шестой, насколько экономически оправданным было бы использование таких аппаратов в том числе и для сбора крупногабаритного "космического мусора"?

[Zorge]

Гм. Ну раз так дело обстоит...
1. По статистике, на 20 удачных запусков, например, РКН "Протон" приходится в среднем 1-2 неудачных. Причем в основном это неудачи из-за тотальной экономии на КГЧ. В случае с нашими аппаратами - чаще проще добить, чтобы не мучился. Потому как запроектировано очень и очень <...> (тут побывала цензура).
То есть процент ущерба небольшой - не больше 5-6%, и вполне покрывается такими вещами как страховка.

2. Ответ на этот вопрос очень сильно зависит от приспособленности аппарата к ремонту. Если говорить о современном состоянии - то ни в одном из случаев не поможет. Почему? Причин две:
а) большинство автоматики начального ориентирования на КА работает по временным уставкам. Отсчет времени ведется от момента КО (окончания активного участка работы РКН и/или РБ). Среднестатистический разгонный блок полезную нагрузку на высокие эллиптические, геопереходные или геостационарные орбиты закидывает за 12-24 часа. Это с опорной орбиты. То есть, если ремонтный блок и приедет - то уже поздно. Либо к этому времени аппарат сам очухается и развернется, либо автоматика (напомню - она работает по временным уставкам, т.е. представляет собой жесткий автомат) окончательно угробит аппарат (раскрытие солнечных батарей при вращении, скажем оборотов 15 в секунду превращает КА в нехилую пращу - причем что будет снарядом - сам аппарат, или панели батарей - никто заранее предугадать не возьмётся)
б) все современные КА являются слабомодульными и ручной сборки. Это сделано в угоду экономии веса - каждый модуль не универсален, а делается под конкретный аппарат. Единственная слабая надежда некоей стандартизации - это взаимозаменяемость деталей в пределах одной серии апарата одного типа. Однако, каждый модуль закреплен максимально надежно при минимальном весе крепежа. Такой крепеж часто бывает одноразовым и уж точно не пригоден для соединения/разъединения роботом.
Еще тут играет не последнюю роль фактор интеллектуальной собственности - для универсальности ремонтник должен знать протоколы работы всех КА и иметь модули для их ремонта. Соответственно все модули всех фирм должны быть если не одинаковыми, то хотя бы совместимыми. На раскрытие протоколов работы блоков и самих аппаратов, а также на стандартизацию модулей ни одна нынешняя космическая фирма в здравом уме и твердой памяти не пойдет. Потому что конкуренты (те же китайцы) тут же стырят и будут продавать дешевле.

3. На третий вопрос ответов не знаю - ибо не экономист. Но подозреваю что дорого

4. Основное требование к аппарату - принципиально новый двигатель. Нынешние не позволяют такой аппарат создать, так как он будет либо большим и тяжелым с кучей топливных баков, либо никуда он далеко не улетит. Обычные тепловые двигатели имеют очень большой расход рабочего тела, а ионные пока что слабоваты для оперативного маневрирования с целью изменения орбиты.
При изобретении такого двигателя, кстати, ничто не помешает самому КА при обнаружении малейших проблем с полезной нагрузкой свернуть батареи, и слетать на орбитальную ремонтную станцию. Да и апгрейдиться можно будет тоже таким же манером - слетал на ремонтную базу - поставил транспондер не на 6 мегабит, а на 60 - и еще 10 лет можно летать.

5. Основные затраты при изменении орбиты - это изменение наклонения и направления орбиты. Высота и соотношение перигея и апогея меняются достаточно "дешево" с точки зрения затрат рабочего тела двигателей маневрирования. Если станцию ремонта разместить на экваториальной орбите - то поход на геостационар и обратно будет не таким уж и сложным делом. Правда все остальные КА (которые не на геостационаре) становятся гораздо менее доступными для ремонта.

6. Основная проблема при сборе мусора - это даже не сам сбор, а его поиск и изменение его орбиты для "уборки". Точно определить характер мусора соврменные поисковые системы не могут - то ли там большой кусок, то ли там россыпь фольги. Для того и другого нужны разные средства захвата/сбора.
Изменение орбиты очень чревато - во-первых, столкновением с не мусором (рабочих орбит очень много и на каждой что-нибудь да летает), а, во-вторых, энергетически затратно. Самые проблемные с этой точки зрения - высокоэллиптические орбиты - вниз (спалить в атмосфере Земли) далеко, и вверх (спалить в короне Солнца) тоже не ближе. А именно на них основная масса крупногабаритного мусора и скопилась - на 80 процентов это военные спутники-шпионы - что наши, что американские. А так как военные на вес аппаратов никогда не скупились - то достаточно тяжелые и большие. Тут еще и фактор секретности начинает играть роль - а вдруг этот "уборщик" возьмет да и откроет какие-нибудь хитрые приемы сборки аппарата или вообще информацию о том - где и когда этот спутник летал и что снимал. Это мне понятно, как инженеру, что такую информацию из железки, долго болтающейся на орбите, скорее всего не удастся вытащить. А вот секретчику это все сложно будет объяснить.
Поэтому большинство военных КА снабжено системой самоуничтожения. Например, наша "Комета" (самая первая еще, которая из "Востока" переделана была - а может "Восток" из нее - теперь уже сложно определить) при попытке сдвинуть ее с орбиты приводила в действие заряд, эквивалетный то ли 1.5, то ли 2 кг тротила. Конечно, бОльшая часть заряда направлена на уничтожение ключей шифрования и носителей информации, но думаю аппарат нехило так тряхнет, и как минимум все захваты боту пообрывает и поотламывает. В самой плохой ситуации - бот-уборщик присоединится к сонму космического мусора.

Ох и длинный опус я накатал.
Самому страшно.

[LeonT]

Но зато познавательно.

[Semernin]

В общем, нажили себе геморроя лет на 200 вперёд, в околоземном пространстве. Еще чуть чуть и свечи не помогут, оперировать придётся.

[LeonT]

Интересно, что Шаттлы (ЕМНИП, читал когда-то) всё же позиционировались как аппараты, способные снимать спутники с орбит и доставлять на землю?

PS Так и не нашёл данных, использовались ли Шаттлы хотя бы раз для такой обратной доставки.
Но к Хабблу для ремонтов летали...

[Zorge]

Интересно, что Шаттлы (ЕМНИП, читал когда-то) всё же позиционировались как аппараты, способные снимать спутники с орбит и доставлять на землю?

Это было до появления высокоскоростных каналов передачи данных и датчиков ПЗС высокого разрешения.
Основная задача - доставка на Землю фотоснимков высокого разрешения. Причем не только со своих аппаратов, но и с аппаратов наиболее вероятных друзей.

Впрочем защиту от "воровства" с орбиты ставили еще задолго появления даже проекта Шаттлов (первая "Комета" полетела через год после Гагарина, и у ней эта защита уже была)
Когда полетел первый Шаттл - у американцев уже появились относительно нормальные ПЗСы и надобность в доставке аппаратов на Землю отпала.

Однако... Однако СССР продолжал эксплуатировать пленочные "Кометы" и аппараты с капсулами вплоть до 1989-го года, так как наши цифровые фотоспутники давали весьма слабенькое разрешение, а та же "Комета" позволяла отличить, например, мирного бедуина на верблюде от вооруженного душмана на нем же - очень актуально было в Афганистане.

Поэтому чисто теоретически, американцы могли попытаться такой аппарат захватить. Но, думаю, что их шпионы к тому времени разузнали, что взрывчатки в "Комете" много, и желающих попробовать такой захват на практике - не нашлось

Была еще тема ремонта и перезарядки тяжелых орбитальных платформ - как лазерных, так и ракетных, но тему как-то прикрыли (то ли дорого, то ли потому что нашли другую управу на СССР). И единственное широко известное реальное применение всех возможностей Шаттла - это ремонт и апгрейд Хаббла и работа на МКС.

[маска]

Из того,что помню(кроме полетов к Хабблу),это :
1. STS-51-A(Дискавери)-спуск на землю двух спутников связи в ноябре 1984 года,
2. Восстановление на орбите "Интелсат–6" в мае 1992 года(Индевор).
В этом полете спутник стоимостью около 160 млн.долл,был отремонтирован Шаттлом за 90 с небольшим млн.долл.Пуск же самого Индевора оценивается примерно в 1 млрд.долл.

[mr_tank]

когда делали Шаттлы, еще не было известно, что прогресс электронике так ускорится. А когда сие стало фактом, то смысла тягать спутники уже не стало. Зачем устаревшее барахло? Пожалуй, единственное адекватное применение возможности ловить спутники - случай с Хабблом.

[LeonT]

2. Восстановление на орбите "Интелсат–6" в мае 1992 года(Индевор).

Сенкс. Значит, таки был прецедент.
90 млн, это видимо и есть стоимость перелёта с орбиты на орбиту, и ремонтных работ.
А какова была разница между исходной орбитой и целевой?
Щас погуглил: целевая - геостационар.