NASA вывела на орбиту четыре спутника принципиально новой конструкции — плоские диски DiskSat диаметром метр и толщиной всего 2,5 сантиметра. Это первая попытка заменить популярные кубические CubeSat на более эффективную платформу, которая генерирует в 13 раз больше энергии и может работать на сверхнизких орбитах.
С 1999 года стандартом малых спутников стали CubeSat — компактные кубики размером 10×10×10 см, которые удобно загружать в ракету-носитель и дешево запускать. Они произвели революцию в космосе: университеты, стартапы и исследовательские центры получили доступ к орбите за разумные деньги. Но у кубиков есть фундаментальная проблема — маленькая площадь поверхности. Солнечные панели дают всего 15–20 ватт, антенны приходится делать складными (что повышает риск отказа), а для научных приборов просто не хватает места.
DiskSat решает эту проблему. Диск диаметром метр предоставляет довольно большую плоскую поверхность для солнечных батарей — до 200 ватт без каких-либо раскладных механизмов. Корпус из углеродного волокна с алюминиевым наполнителем весит меньше 3 кг, но внутри помещается столько же электроники, сколько в кубсате. При этом сборка и тестирование проще: все компоненты лежат на плоскости, как на столе.
Главное преимущество — возможность работать на сверхнизких орбитах (VLEO, Very Low Earth Orbit) высотой 120–300 км. Обычные спутники там быстро сгорают из-за трения об остатки атмосферы. DiskSat же летит «ребром», минимизируя сопротивление, а электрический двигатель компенсирует торможение. Результат: четкие снимки Земли (чем ниже орбита, тем выше разрешение), низкая задержка связи и новые возможности для радаров.
Сейчас все четыре спутника успешно развернулись и установили связь с Землей, подтвердил главный инженер проекта Даррен Роуэн. Миссия стартовала на высоте 550 км, и сейчас два спутника остаются на исходной орбите, а два других готовятся к маневрам на более низкие высоты, чтобы протестировать работу в VLEO.
Детальных результатов испытаний пока нет — миссия рассчитана на несколько месяцев. Но уже сейчас понятно: диспенсер (устройство для последовательного выпуска спутников) сработал идеально. Это критически важно, потому что DiskSat можно размещать как тарелки — до 20 аппаратов в одном обтекателе ракеты против 10 кубсатов. Для операторов спутниковых группировок это означает возможность развернуть целое созвездие за один запуск, что делает запуск и вывод на орбиту устройств значительно дешевле.
Идея дискообразных спутников не нова, но технологии для её реализации появились только сейчас. Главное препятствие — отсутствие компактных и эффективных электрических двигателей. Без них DiskSat на VLEO просто сгорел бы за несколько дней.
Второй фактор — стандартизация. CubeSat доминируют с 1999 года именно благодаря унификации: одинаковые размеры, стандартные интерфейсы, массовое производство компонентов. Любая альтернатива должна была предложить сопоставимую экосистему. DiskSat сохраняет эти преимущества: используются те же подсистемы связи и навигации, те же контейнеры для запуска. Разработчики изменили только геометрию.
Третья причина — новые материалы. Корпус DiskSat делается из углеродного волокна с алюминиевым сотовым наполнителем, что дает прочность при минимальном весе (менее 3 кг). Десять лет назад такую конструкцию было бы сложнее и дороже производить.
Новые спутники генерируют значительно больше энергии, чем сравнимые CubeSat, при суммарном весе (вместе с оборудованием) всего 16 кг. Это открывает новые возможности для миссий, которые раньше требовали больших и дорогих спутников. Военные уже заинтересовались: на большом диске поместится радар, который невозможно установить на кубик. Коммерческие операторы связи получат дешевый способ построить группировку спутников с низкой задержкой сигнала.
Но главное — доступ к VLEO. Сейчас там летают единицы экспериментальных аппаратов, потому что условия экстремальные. DiskSat делает эту зону регулярно используемой. А значит, снимки Земли станут четче (ближе — выше разрешение), связь — быстрее. Таким образом решается и проблема загрязнения космоса. На сверхнизкой орбите спутники естественным образом сгорают в атмосфере после завершения миссии, не превращаясь в опасные обломки.
Aerospace Corporation планирует лицензировать технологию после завершения испытаний. Если DiskSat подтвердит ожидания, космическая индустрия получит новый стандарт — более эффективный и дешевый.
