Выделите текст, чтобы комментировать.
Группировка космических аппаратов РОС вместо МКС
Бюджеты для освоения космоса будут расти. Новейшее оборудование проходить испытания в космосе. Уже есть планы освоения Марса, Луны и иных планет. Когда барон Карл Фридрих Иероним фон Мюнхгаузен облетал Луну (на ядре), он сбросил на необитаемую планету капсулу с сообщением потомкам — вот за этим артефактом и охотятся (шутка).
Уже сегодня очевидно, что космические программы не только продолжатся, но и будут количественно и качественно развиваться. От освоения космоса земляне не откажутся. В будущем — это стратегическая и военно-значимая область деятельности для любой страны, имеющей экономические и технические возможности выхода в Космос. Из Космоса можно не только наблюдать (электронными инструментами разведки) и обеспечивать связь, но и влиять на погоду, молниевую активность (отклоняя разряды — есть и такие проекты) и многое другое.
И все это кроме интересных научных и познавательных экспериментов, и раскрытия тайн мироздания.
Задел на будущее
В 2026 году в России стартовал национальный проект «Космос» с бюджетом около 4,5 трлн рублей до 2036 года. Ключевые направления: создание Российской орбитальной станции (РОС), запуск которой запланирован на 2028 год, расширение спутниковой группировки и разработка многоразовых ракет. Корпорация «Роскосмос» активно привлекает молодёжь: в рамках федерального проекта «Кадры для космоса» в вузах запустят не менее 40 дополнительных образовательных программ.
Задачи и особенности программы национального проекта «Космос»
Поскольку речь не о серийном, а о разовом производстве модуля, сроки его готовности до конца 2028 года вполне реалистичны — с учётом того, что разработка сложных прототипов нового модульного оборудования никогда и нигде не ведется «с нуля». Как правило, используются раннее наработки, перспективные технические решения — они есть всегда и далее с учётом насущных технических задач и ТУ их совершенствуют и до–развивают.
Для нового модуля РОС уже создана база, и она была ещё несколько лет назад. Само понятие модульной конструкции предполагает, что она состоит из взаимозаменяемых элементов и «первый модуль» является таким же (одним из) модулей–элементов РОС, и всего нацпроекта «Космос».
Среди задач нацпроекта «Космос» важно главное: независимый от других стран гарантированный доступ и присутствие российской многоцелевой станции в космосе. Иными слова — это «космическое импортозамещение» и возможность принятия решений по эксплуатации (сферам, особенностям) станции без согласования с другими (партнёрами).
Вторая задача (из главных) развитие российской группировки спутников (космических аппаратов) на космических орбитах (их несколько). Это весьма важно, поскольку в настоящее время количество российских спутников разного назначения в космосе значительно (в разы) уступает количеству спутников США, отдельно — КНР и в целом в десятки раз уступает количеству спутников на орбите стран–условных союзников США.
После реализации анонсированной программы «Космос» у России будет спутниковая группировка порядка 1,2 тыс. космических аппаратов. У США и КНР (вкупе) их сейчас уже более 10 тысяч. Это увеличивает возможности в том числе разведки для наблюдения и предсказания развития ситуаций, это важно для устойчивости государства и национальных интересов.
Но есть и «ложка дёгтя». Космические бюджеты (в том числе в США и КНР) значительно превышают российский, даже усиливающийся в последние годы. И потому, что пока «мы» стараемся догнать или соответствовать, за океаном тоже идет работа, они не сидят сложа руки, эффективно осваивают бюджетные и коммерческие средства для создания новейших технологий и производства — в этих сферах Россия пока значительно отстает, несмотря на пропагандистские реляции.
Особенности проекта РОС и сроки развёртывания на орбите
РОС позиционируется, прежде всего, как реальная стратегия прагматизма. Запуск первого модуля (Научно-энергетический модуль, НЭМ) планируется в 2027–2028 годах, формирование ядра — до 2030 года, а завершение проекта с полным циклом запусков и эксплуатации РОС.
Проект РОС и её модулей
Сменяемый штатный экипаж РОС составит от 2 до 4 человек. Станция проектируется с возможностью работы как в пилотируемом, так и в вахтовом (посещаемом) режиме без постоянного присутствия людей.
Рассматриваются несколько вариантов орбитального закрепления будущей станции. В частности, высокоширотная (солнечно-синхронная) орбита для наблюдения за Арктикой и всей территорией России. Также в деталях прорабатывается интеграция в параметры, близкие к орбите МКС, для удобства непрерывности съема научных данных.
Отличие РОС от МКС
Есть действительно переработанные отечественными конструкторами инженерные решения с учётом той базы изобретений, научных достижений и знаний, накопленной в ХХ веке.
Новейшие баллистические «сверхскоростные» ракеты и средства доставки боеприпасов и космических аппаратов — все так или иначе «выросло» из межконтинентальных ракет типа Р–36М и реактивных двигателей времен конструктора М. К. Янгеля. Сегодня это многократно усовершенствованные системы с добавками новых технологий и выдаваемые за «новейший принципиально новый облик».
От МКС РОС будет отличаться в первую очередь полнейшей независимостью управления (согласно целеполаганию нацпроекта «Космос»), а в техническом, конструктивном аспекте в части модульности отличаться не будет (и та, и другая станция – модульные).
В части насыщения электронными приборами – да, это новое поколение электронной техники, к примеру, новые дисплеи, но большинство микропроцессоров (начинка электронных систем) – не российского (скажем мягко) производства или российского, но переработанного с китайских. Конструктивная переработка важна опять же, чтобы оборудование было устойчивым, независимым.
Модель МКС, действующая в Космосе много лет
Этот снимок Международной космической станции (МКС) был сделан 8 ноября 2021 года с борта космического корабля Crew Dragon Endeavour, доставившего на станцию очередной экипаж. Вспомним, что именно ракета-носитель «Протон-К» вывела на орбиту первый модуль МКС — функционально-грузовой блок «Заря» почти 30 лет назад, а именно 20 ноября 1998 года.
Большое отличие проекта РОС от МКС — это расширенные функциональные задачи, их техническое обеспечение, в том числе военного назначения, необходимые для обеспечения устойчивости российской государственности и относительная независимость, управляемость использования.
Новый облик — это форм-фактор, это внешняя оболочка с той же прежней сутью, к примеру, как надводные военные корабли условного класса «корветов» и «фрегатов» десять лет с 2010 года почти все постепенно «одели» в закрытые корпуса палубной надстройки. Форма кораблей внешне изменилась – надстройки, вооружение, оборудование скрыты за обшивкой металла и композитных материалов с «невидимым покрытием», и внешне не видны. Это не российская, а мировая тенденция, она имеет обоснования безопасности. Пример подходит и в аналогии сравнения МКС и РОС с незначительными исключениями, они, разумеется, есть всегда.
Доля молодых специалистов в учреждениях государственной корпорации «Роскосмос» сегодня чуть выше 20%, и президентом поставлена задача — её увеличить.
Перспективы будущих исследований и экспериментов
Уже сегодня разработан турбореактивный ракетный двигатель НК3 (см. рис. 3) и работы в этом направлении продолжаются.
В соответствии с новой конфигурацией НК-3 для сверхлегкой ракеты «Воронеж» двигатель второй ступени с высотным соплом особенной конструкции сможет запускаться в полете дважды.
Жидкостный двигатель НК-3 разработки «Объединённой двигателестроительной корпорации» (ОДК – Кузнецов)
ОДК уже представила макет двигателя на Международном форуме технологического развития «Технопром», прошедшем в Новосибирске 26–28 августа 2026 года. Это первый жидкостный ракетный двигатель такого класса с тягой эквивалентной 4,5 тонн. Камеру НК-3 создали с учётом технологий, примененных в рулевом агрегате двигателя РД-107А для ракет «Союз». Другие элементы, в том числе турбины и газогенератор, разрабатывают с нуля.
Всего планируют создать три модификации двигателя. Первую ступень «Воронежа» оснастят 12 двигателями НК-3. Чтобы обеспечить быстрое изменение направление ракеты в полете, двигатель второй ступени, а также часть двигателей первой оснастят системой управления вектором тяги.
Сложные детали автоматики и газогенератора конструкторы собираются изготавливать с помощью 3D-печати.
Ещё одной «космической» инновацией будут новейшие материалы из космоса. Элементы конструкций в 2030 году повсеместно будут изготавливать с помощью 3D–печати. А материалы будут использоваться очень даже разнообразные, к примеру, печатные платы на которые «вчера» и сегодня монтируют компоненты микроэлектроники из нефтехимического сырья (см. рис.– слева) будут заменены на гибкие подложки план, сделанных из… бактериальной целлюлозы (рис. – справа).
Эта технология уже активно разрабатывается. В результате ожидается весьма экологичная замена материалов для устройств традиционной электроники, в том числе активно используемых в космосе.
Гибкие платы для элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) уже не называют по старинке «печатными». Проводящие дорожки непосредственно на целлюлозные подложки с помощью струйной печати медными и серебряными чернилами. Такой подход позволяет уменьшить расход материалов, ускорить производство и в разы повысить гибкость проектирования электронных схем. Бактериальная целлюлоза — перспективный материал с улучшенными техническими характеристиками, испытанный в космосе ещё на МКС.
Бактериальную целлюлозу получают из сельскохозяйственных отходов, включая картофельную кожуру и окару — побочный продукт производства соевого молока и тофу, безопасных для человека.
С помощью контролируемых микробиологических процессов сырьё из бактериальных волокон преобразуется в прочные листовые материалы, пригодные для использования в качестве основы для гибких и устойчивых к агрессивной среде плат для РЭА. Кроме прочих выгод, такой подход снизит «экологический след» производства РЭА на этапах от производства до переработки и утилизации. То же сырье можно будет (после переработки) использовать многократно. Кроме того, новейшие платы для РЭА будут многослойными, что приведет к уменьшению габаритов корпусов устройств при увеличении функциональности и модульной заменяемости «электронной начинки».
Особенности перспективных исследований на основе цитоскелета
При исследовании цитоскелета — циклически самоорганизующейся и распадающейся сети белковых нитей внутри клетки, учёные выяснили, что материя при определённых условиях «подвижна» и делится на элементы. Появились новые двухкомпонентные молекулы, состоящие из аминонафталинового ароматического фрагмента (ANI), реагирующего на свет, и метилвиологена (MV), способного накапливать электроны. По виду это жидкая среда жёлтого цвета, но при воздействии света, компонент ANI молекулы поглощает энергию и передает электроны другому компоненту MV.
Перераспределенные электроны действуют как условный клей: поглощение энергии заставляет молекулы перестраиваться в стабильные лентообразные агрегаты, превращая жёлтую жидкость в чёрный гель, где электроны сохраняются в высокоэнергетической конфигурации в течение нескольких месяцев. Пока– в течении месяцев. С развитием науки к 2033 году этот срок будет составлять десятки лет.
При воздействии кислорода гель распадается обратно на жидкость, высвобождая электроны. Полученную энергию можно использовать для химических реакций, благодаря чему жидкость функционирует как батарея, готовая к «перезарядке» и повторному использованию. По некоторой аналогии это выглядит так, будто свет поместили в бутылку.
При воздействии источника энергии, такого как свет, эта жидкость превращается в богатый энергией чёрный гель, способный накапливать энергию в течение нескольких месяцев
Уже установлено, что новые безметаллические материалы могут собирать, хранить и использовать электроэнергию, энергию сгиба материалов и жидкие среды разной агрессивности. Так открываются новые способы хранения и использования электроэнергии (в том числе электронные устройства памяти) и сверхтонкие, гибкие аккумуляторы энергии большой мощности.
Мы показали, что в основе будущих «разработок будущего» способность материалов соединения сохранять и высвобождать энергию. Причем управляемый ИИ процесс окажется полезным для устройств питания умных часов и других лёгких носимых устройств — питания (преобразования электроэнергии) буквально из воздуха (уже сегодня можно получить электроэнергию от выделения потовых желёз человека и животного).
Ещё одним потенциальным применением является так называемая» мягкая электроника. Гелевая версия материала действует как полупроводник, альтернативный кремнию в тех областях применения, где полезны пластичные неметаллические полупроводники.
К примеру, в некоторых видах медицинских имплантатов и микроэлектронных датчиков. К 2030 году мы уже будем иметь «на руках» результаты испытаний перезаряжаемых батарей из гелия, чтобы оценить выходную мощность и стабильность в течение многих циклов зарядки-разрядки. В итоге как анахронизм эпохи в 2030 году будут воспринимать вещества и конструкции, изготовленные из металлов и неорганических материалов.
Устройства искусственного фотосинтеза уже способны преобразовывать свет в химическую энергию. К примеру, фотоэлектролитические ячейки, использующие свет для расщепления воды на водород и кислород, рекомбинируют в топливо. Новый однокомпонентный материал способен обратимо накапливать энергию для последующего использования по мере необходимости, не только извлекает энергию из света: но накапливает из самого электричества, химического топлива и даже рентгеновских лучей.
Научные эксперименты будущего
Будущие научные эксперименты на РОС связывают с многопрофильными исследованиями по космическому материаловедению, атмосферному электричеству, парниковым газам и другим направлениям. В отличии от МКС на РОС к 2033 году будет комплексно реализован целый пакет научных программ. Это не новация. Любая космическая станция с широким функционалом всегда (и правильно) в СССР и России создавалась под научные исследования космоса и в разных сферах. Это хорошо и нормально.
Женщины в экипажах космических станций имеют особенную роль (во всех странах мира). Эксперименты в космосе проводят очень разные — от испытания новых материалов и парниковых газов, растений — до зачатия детей, ЭКО и разноплановых экспериментов межгендерного взаимодействия.
К 2030 году для российской космонавтики наступает интересное и перспективное будущее.
