Норвежский наноспутник NCUBE2
Применительно к космической технике нанотехнологии ассоциируются прежде всего с наноспутниками — КА массой от 1 до 10 кг. В течение многих лет подобные аппараты оставались уделом радиолюбителей, университетов и других «малобюджетных» организаций. Естественно, в таких условиях и речи не могло быть о создании специальных РН — «наноносителей» для выведения на орбиту КА-«малышей». Заказчики довольствовались возможностью запуска своих аппаратов «в довесок» к полноразмерным КА. Но, похоже, настало время задуматься и о специальной РН для нано-КА.
Проблема разработки РН для вывода аппаратов, которые сейчас относят к классу наноспутников, в принципе не нова: именно таковым была РН Vanguard, предназначенная для запуска одноименного КА, который должен был стать первым КА «Made in USA» (и, как надеялись американцы, и первым в мире). Да и некоторые другие РН начального этапа становления космонавтики можно отнести к наноносителям: РН воздушного запуска — Farside, NOTSNIK и Caleb (США), японскую РН Lambda-45 для КА Ohsumi. Первые КА, как правило, задумывались как небольшие телеметрические контейнеры и требовали РН соответствующей ( «нано») размерности. Кроме того, зачастую ограниченное финансирование вынуждало создавать РН в малой размерности: все-таки общая закономерность — чем меньше масса, тем меньше стоимость — имеет место.
КА Ohsumi
Однако с расширением целевых задач, решаемых аппаратами, и с учетом возможностей элементной базы полувековой давности совершенно естественной оказалась тенденция роста массы КА. Вслед за КА росла соответственно и масса РН.
Запуск в рамках проекта DEDALUS. Стоит отметить, что запуск таких носителей может осуществляться с портативного компьютера или мобильного телефона. Все, что для этого требуется сделать, это организовать MHotSpot (точку доступа), к которой будет подключена система запуска
Во Франции CNES и ONERA изучают проект двухцелевой беспилотной системы воздушного запуска DEDALUS (Design of Dual-use Air-Launch UAV System) для выведения на орбиту высотой 800 км и наклонением 98° КА массой от 10 до 150 кг. При этом отмечается, что в Европе оптимальных средств для запуска КА массой менее 300 кг нет. Именно в этой нише находятся микро- (порядка сотни килограммов) и наноспутники (десяток килограммов), на базе которых могли бы строиться новейшие системы. Концепция DEDALUS базируется на идее воздушного старта РН.
Однако все течет, все изменяется. Количество современных наноспутников растет, а чудеса микроминиатюризации привели к расширению функциональных возможностей малогабаритной аппаратуры. И самое главное — наноспутниками, похоже, заинтересовались военные. А они вряд ли будут дожидаться удобного случая попутного запуска своих КА, поскольку собственные задачи привыкли решать оперативно.
Что же может сегодня предложить военным, а также другим возможным потребителям космических нанотехнологий современная ракетная техника? Увы, немного. Современные РН ориентированы на выведение КА массой не менее сотни килограммов. Для КА на порядок меньшей массой получается дороговато.
Неудивительно, что в последнее время появилось несколько проектов специализированных РН, и среди них российские предложения «Ишим», М-55ВС, «Высокий старт». Аналогичные изыскания ведутся и за рубежом.
Прежде чем начать рассказ о проектах наноносителей, попробуем сформулировать, хотя бы в самом общем виде, основные требования, которые могут к ним предъявляться. Грузоподъемность наноносителя должна составлять порядка 10 кг на средних (высотой до 500-1000 км в апогее) и низких, в том числе полярных, околоземных орбитах. Для государственных (прежде всего, военных) заказчиков система должна обладать высокой оперативностью, обеспечивая возможность запуска КА «по заказу», а вопрос цены стоит не так остро. Для невоенных же потребителей наноноситель должен быть дешевым, обеспечивая удельную стоимость выведения порядка 10 тыс. долл./кг. И в целом для всех желательно обеспечить «всеазимутальность» пусков РН (в боевых условиях это особенно актуально: подходящую площадку для пуска подбирать будет некогда).