3 / 19
Анализ концепции долговременной орбитальной станции…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 4·2017 3
Рассмотрим возможные способы снижения расходов на создание и об-
служивание ОС. Во всех проанализированных вариантах многоразового
буксира масса рабочего тела сопоставима с массой полезной нагрузки и
вносит основной вклад в грузопоток к станции, превышая ее собственный.
Снизить его, уменьшив характеристическую скорость выведения на ГСО, поз-
волит использование приэкваториальной рабочей орбиты ОС [9]. Эта орбита
также имеет ряд достоинств, облегчающих условия работы ОС.
Приэкваториальная орбита (вплоть до наклонения опорной орбиты
космодрома Куру — около 5,5°) не проходит через Бразильскую магнитную
аномалию и вследствие этого обеспечивает размещенной на ней ОС уро-
вень радиационной дозовой нагрузки, на несколько порядков меньший су-
ществующего на МКС, и определенную защиту от солнечных вспышек (со-
гласно расчетам в программном пакете OMERE, годовая доза за защитой
1 г/см
2
на высоте 500 км не превышает 0,1 рад). Большее расстояние до ра-
диационных поясов дает возможность повысить орбиту ОС до 500…600 км и
сократить расходы топлива на поддержание орбиты. Следует отметить, что
большая линейная скорость вращения Земли при пуске на приэкваториальные
наклонения повысит массу полезной нагрузки ракет, стартующих к ОС.
Подобное уникальное расположение ОС позволяет применять следую-
щие технические решения:
1)
построение ОС на базе модулей из надувных отверждаемых кон-
струкций [10]. Низкая экспозиционная доза радиационного облучения поз-
воляет ограничиться надувными оболочками в качестве массовой защиты, а
практически отсутствующее атмосферное сопротивление не приведет к
значимым потерям характеристической скорости. Применение таких кон-
струкций позволит получить значительный герметичный объем отсеков,
превышающий объемы под головными обтекателями ракет-носителей, и
удешевит разворачивание ОС в расчете на единицу рабочего объема;
2)
использование для поддержания орбиты и маневров ОС вместо хи-
мических ракетных двигателей на высококипящих компонентах двигателей
меньшей мощности вплоть до термоэлектрических и газореактивных. Ма-
лые потери характеристической скорости ОС (вплоть до 0,1 м/с в год на
высоте 600 км) позволяют использовать подобные двигатели в проекте.
Они существенно проще и дешевле в производстве при отработке и могут
быть доведены до потребной для пилотируемых программ надежности при
относительно небольших расходах в приемлемые сроки [11];
3)
использование солнечных батарей промышленного типа без адапта-
ции к космическому пространству, возможно, совместно с надувными кон-
центраторами солнечного излучения. На рабочей орбите ОС радиационная
деградация батарей будет практически отсутствовать, поскольку накапли-
ваемые дозы невелики, как и концентрация атомарного кислорода. В силу
отсутствия существенного сопротивления атмосферы концентратор сол-
нечного излучения (и иное оборудование ОС) может иметь произвольные
форму и площадь сечения. При этом он может защищать батареи и от уль-
трафиолетового излучения, поглощая его [12]. Таким образом, удельная
стоимость системы энергоснабжения ОС может быть снижена;
4)
использование на конечном этапе доставки грузов на ОС промежу-
точных многоразовых грузовых кораблей. Такие корабли будут подбирать