การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ

สารบัญ:

การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ
การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ

วีดีโอ: การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ

วีดีโอ: การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ
วีดีโอ: Город по имени Севмаш 2024, อาจ
Anonim
การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ
การย่อขนาดเป็นเทรนด์ใหม่ในอวกาศ

ในไม่ช้า นาโนแซลไลต์จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบการต่อสู้พร้อมกับโดรน

รายงานที่มีการคาดการณ์เชิงพาณิชย์สำหรับการพัฒนาตลาดโลกสำหรับดาวเทียมทางทหารได้รับการตีพิมพ์ในสหรัฐอเมริกา ในปี 2555 อุตสาหกรรมอวกาศส่วนนี้มีมูลค่าประมาณ 11.8 พันล้านดอลลาร์ ผู้เขียนรายงานเชื่อว่าจะเติบโต 3.9% ต่อปี และในปี 2022 จะมีมูลค่าถึง 17.3 พันล้านดอลลาร์

ควรสังเกตว่าการคาดการณ์ระยะยาวในสาขาอวกาศมีความโดดเด่นอยู่เสมอเพื่อให้มีความไม่น่าเชื่อถือและไม่น่าเชื่อถือ การพัฒนาอุตสาหกรรมได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการเมืองและเศรษฐกิจ บ่อยครั้ง การจัดหาเงินทุนของโครงการขึ้นอยู่กับความทะเยอทะยานของความเป็นผู้นำของประเทศ และบ่อยครั้งมากขึ้น - จากสภาพเศรษฐกิจ ในภาวะวิกฤติ พวกเขาเริ่มประหยัดเงินในโปรแกรมที่แพงที่สุดด้วยวงจรผลตอบแทนระยะยาว และวิธีที่ง่ายที่สุดในการยึดครองคือการใช้พื้นที่อย่างคลุมเครือ

แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ ปัจจัยที่มีอิทธิพลที่แข็งแกร่งกว่าได้รุกรานอวกาศ - การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีรุ่นต่างๆ ตอนนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะยืดเวลาการสร้างยานอวกาศ (AC) เป็นเวลา 10-15 ปีซึ่งเคยเป็นบรรทัดฐานมาก่อน ในช่วงเวลานี้ อุปกรณ์จะล้าสมัยโดยไม่ต้องเริ่มทำงานเลย สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับดาวเทียมสื่อสารขนาดใหญ่เมื่อปลายศตวรรษที่ยี่สิบ สายสื่อสารไฟเบอร์ออปติกซึ่งเข้าไปพัวพันกับทั้งโลกในเวลาอันสั้น ทำให้การสื่อสารทางไกลสามารถเข้าถึงได้อย่างกว้างขวาง ราคาถูกและเชื่อถือได้ เป็นผลให้ไม่มีความต้องการช่องสัญญาณดาวเทียมหลายสิบช่องซึ่งทำให้สูญเสียอย่างหนัก

การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีรุ่นต่างๆ นำไปสู่การพัฒนาแนวโน้มหลักในการออกแบบและการผลิตยานอวกาศ ซึ่งได้แก่ การย่อขนาด การแยกส่วน และประสิทธิภาพ ดาวเทียมมีขนาดและน้ำหนักที่เล็กลง ใช้พลังงานน้อยลง มีการใช้องค์ประกอบและส่วนประกอบสำเร็จรูปในการออกแบบและการผลิต ซึ่งช่วยลดเวลาและต้นทุนในการผลิตได้อย่างมาก และค่าใช้จ่ายในการเปิดตัวดาวเทียมแบบเบานั้นถูกกว่า

การนำทางทุกที่

ในปัจจุบัน จำนวนการเปิดตัวพื้นที่ในโลกนั้นต่ำกว่าในปี 1970 และ 1980 อย่างมาก สาเหตุหลักมาจากความอยู่รอดของยานอวกาศที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก อายุการใช้งานปกติของดาวเทียมในวงโคจรคือ 15-20 ปี ไม่จำเป็นอีกต่อไป เนื่องจากดาวเทียมจะล้าสมัยอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในเวลานี้

ในบรรดายานอวกาศทางทหารส่วนแบ่งของดาวเทียมสื่อสารคือ 52.8% หน่วยสืบราชการลับและการเฝ้าระวัง - 28.4% ดาวเทียมนำทางครอบครอง 18.8% แต่เป็นภาคของดาวเทียมนำทางที่มีแนวโน้มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ปัจจุบัน กลุ่มดาวโคจรของดาวเทียมนำทางของสหรัฐอเมริกาในระบบ NAVSTAR GPS ประกอบด้วยยานอวกาศ 31 ลำ ซึ่งทั้งหมดทำงานตามที่ตั้งใจไว้ ตั้งแต่ปี 2558 มีการวางแผนที่จะแทนที่กลุ่มดาวด้วยดาวเทียมรุ่นที่สามซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาระบบเป็นระดับ GPS III กองทัพอากาศสหรัฐวางแผนที่จะซื้อยานอวกาศ GPS III จำนวน 32 ลำ

Roskosmos คาดว่าจะบรรลุความแม่นยำในการกำหนดพิกัดโดยระบบ GLONASS ที่น้อยกว่า 10 ซม. ภายในปี 2020 หัวหน้าแผนก Vladimir Popovkin กล่าวในการประชุมของรัฐบาลรัสเซียซึ่งจะมีการพิจารณาโครงการอวกาศจนถึงปี 2020 “วันนี้ ความแม่นยำในการวัดคือ 2, 8 เมตร โดย 2015 เราจะไปถึง 1, 4 เมตร ภายในปี 2020 โดย 0, 6 เมตร” หัวหน้าของ Roscosmos กล่าว โดยสังเกตว่า “คำนึงถึงส่วนเพิ่มเติมที่มีการดำเนินการในวันนี้ อันที่จริงมันจะแม่นยำน้อยกว่า 10 เซนติเมตร ส่วนเสริมคือสถานีภาคพื้นดินสำหรับการแก้ไขส่วนต่างของสัญญาณนำทางในเวลาเดียวกัน กลุ่มดาวโคจรของ GLONASS ปัจจุบันควรถูกแทนที่ด้วยยานอวกาศยุคหน้า ซึ่งจำนวนนั้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 30

สหภาพยุโรปกำลังสร้างระบบนำทางร่วมกับองค์การอวกาศยุโรป มีการวางแผนในปี 2557-2559 เพื่อสร้างกลุ่มดาวยานอวกาศ 30 ลำ - 27 ลำปฏิบัติการในระบบและ 3 ลำสแตนด์บาย เนื่องจากวิกฤตเศรษฐกิจ แผนเหล่านี้อาจถูกเลื่อนออกไปหลายปี

ภาพ
ภาพ

ในปี 2020 PRC ตั้งใจที่จะสร้างระบบนำทางด้วยดาวเทียมแห่งชาติ Beidou ให้เสร็จสมบูรณ์ ระบบนี้เปิดตัวในเชิงพาณิชย์เมื่อวันที่ 27 ธันวาคม 2555 โดยเป็นระบบกำหนดตำแหน่งภูมิภาค โดยมีกลุ่มดาวบริวาร 16 ดวงในวงโคจร ซึ่งเป็นสัญญาณนำทางในจีนและประเทศเพื่อนบ้าน ในปี 2020 ยานอวกาศ 5 ลำควรถูกนำไปใช้ในวงโคจรค้างฟ้าและดาวเทียม 30 ดวงที่อยู่นอกวงโคจรของ geostationary ซึ่งจะทำให้อาณาเขตทั้งหมดของโลกถูกปกคลุมด้วยสัญญาณนำทาง

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2556 อินเดียตั้งใจที่จะเปิดตัวดาวเทียมนำทางดวงแรกของระบบ INRSS (Indian Regional Navigation Satellite System) จากเกาะ Sriharikota นอกชายฝั่งทางตอนใต้ของรัฐอานธรประเทศ การเปิดตัวสู่วงโคจรจะดำเนินการโดยยานยิง PSLV-C22 ของอินเดีย ดาวเทียมดวงที่สองมีกำหนดจะเปิดตัวสู่อวกาศภายในสิ้นปี 2556 อีกห้าจะเปิดตัวในปี 2557-2558 ดังนั้นจะมีการสร้างระบบดาวเทียมนำทางในภูมิภาคครอบคลุมอนุทวีปอินเดียและอีก 1,500 กม. จากชายแดนด้วยความแม่นยำ 10 ม.

ภาพ
ภาพ

ญี่ปุ่นดำเนินไปตามวิถีทางของตนเอง โดยสร้างระบบดาวเทียม Quasi-Zenith (QZSS, "ระบบดาวเทียม Quasi-Zenith") - ระบบสำหรับการซิงโครไนซ์เวลาและการแก้ไขส่วนต่างของสัญญาณนำทาง GPS สำหรับประเทศญี่ปุ่น ระบบดาวเทียมในภูมิภาคนี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้รับสัญญาณตำแหน่งคุณภาพสูงขึ้นเมื่อใช้ GPS มันไม่ทำงานแยกต่างหาก ดาวเทียมมิชิบิกิดวงแรกถูกปล่อยสู่วงโคจรในปี 2553 ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า มีแผนจะถอนออกอีกสามคน สัญญาณ QZSS จะครอบคลุมญี่ปุ่นและแปซิฟิกตะวันตก

โทรศัพท์มือถือในวงโคจร

ไมโครอิเล็กทรอนิกส์อาจเป็นพื้นที่ที่เติบโตเร็วที่สุดของเทคโนโลยีสมัยใหม่ Samsung Electronics, Apple และ Google พร้อมที่จะนำเสนอนาฬิกาคอมพิวเตอร์ "อัจฉริยะ" อย่างแท้จริงในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ไม่น่าแปลกใจเลยที่ยานอวกาศมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ หรือไม่? วัสดุใหม่และนาโนเทคโนโลยีทำให้อุปกรณ์ในอวกาศมีขนาดกะทัดรัด เบาขึ้น และประหยัดพลังงานมากขึ้น ถือได้ว่ายุคยานอวกาศขนาดเล็กได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของพวกเขาตอนนี้พวกเขาแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ต่อไปนี้: มากถึง 1 กก. - "ปิโก", มากถึง 10 กก. - "นาโน", มากถึง 100 กก. - "ไมโคร", มากถึง 1,000 กก. - "มินิ" แม้แต่ 10 ปีที่แล้ว ไมโครแซทเทิลไลท์ที่มีน้ำหนัก 50-60 กก. ดูเหมือนจะเป็นความสำเร็จที่โดดเด่น ตอนนี้แนวโน้มทั่วโลกคือนาโนแซทเทลไลต์ มากกว่า 80 ตัวถูกปล่อยสู่อวกาศแล้ว

เช่นเดียวกับการผลิตและการพัฒนาอากาศยานไร้คนขับ (UAV) ในหลายประเทศที่ไม่เคยแม้แต่จะคิดถึงอุตสาหกรรมการบินของตนเองมาก่อน ดังนั้นการออกแบบนาโนแซทเทิลไลต์จึงถูกดำเนินการในมหาวิทยาลัย ห้องปฏิบัติการ และแม้แต่มือสมัครเล่นหลาย ๆ แห่ง. นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ดังกล่าวซึ่งประกอบขึ้นจากองค์ประกอบสำเร็จรูปนั้นต่ำมาก บางครั้งฐานของการออกแบบนาโนแซทเทลไลท์ก็คือโทรศัพท์มือถือธรรมดาๆ

สมาร์ทโฟนถูกส่งไปยังวงโคจรจากอินเดียซึ่งใช้เป็นพื้นฐานสำหรับดาวเทียมทดลอง Strand-1 ภายในกรอบของโครงการ Sat-Smartphone ดาวเทียมได้รับการพัฒนาในสหราชอาณาจักรร่วมกันโดย University of Surrey Space Center (SSC) และ Surrey Satellite Technology (SSTL) น้ำหนักของอุปกรณ์คือ 4, 3 กก. ขนาด 10x10x30 ซม. นอกจากสมาร์ทโฟนแล้วอุปกรณ์ยังมีชุดส่วนประกอบการทำงานปกติ - แหล่งจ่ายไฟและระบบควบคุม ในระยะแรก ดาวเทียมจะถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดมาตรฐาน จากนั้นสมาร์ทโฟนจะใช้งานฟังก์ชันนี้โดยสมบูรณ์

ระบบปฏิบัติการ Android ที่มีแอปพลิเคชันที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจำนวนหนึ่งช่วยให้ทำการทดลองได้หลายครั้ง แอป iTesa จะบันทึกค่าสนามแม่เหล็กขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนที่ เมื่อใช้แอพพลิเคชั่นอื่น กล้องในตัวจะถ่ายภาพเพื่อส่งต่อไปยัง Facebook และ Twitter และนี่เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของโครงการวิจัยเท่านั้น ภารกิจจะใช้เวลาหกเดือน ไม่ได้คาดหมายการกลับมายังโลก Cosmonautics ได้หยุดเป็นชนชั้นนำจำนวนมาก

ภาพ
ภาพ

ข้อสรุปที่สำคัญที่สุด: เทคโนโลยีทางทหารและอวกาศไม่ใช่หัวรถจักรของการพัฒนาอุตสาหกรรมพลเรือนอีกต่อไป ค่อนข้างตรงกันข้าม - การพัฒนาอย่างเข้มข้นของวิทยาศาสตร์โยธาทำให้สามารถพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศทางทหารได้ รายได้ของบริษัทที่ผลิตสินค้าอุปโภคบริโภคนั้นสูงกว่ารายรับของบริษัทป้องกันหลายเท่า ผู้นำด้านอิเล็กทรอนิกส์ของโลกสามารถใช้จ่ายเงินหลายพันล้านดอลลาร์ในการพัฒนาใหม่ และการแข่งขันที่รุนแรงบังคับให้เราทำทุกอย่างในเวลาที่สั้นที่สุด

นาโนแซลไลต์กำลังก้าวหน้า

ในปี 2548 นักบินอวกาศชาวรัสเซีย Salizhan Sharipov ได้โยน TNS-1 นาโนแซทเทิลไลท์ของรัสเซียลำแรกขึ้นสู่อวกาศจากสถานีอวกาศนานาชาติ อุปกรณ์ที่มีน้ำหนัก 4.5 กก. ถูกสร้างขึ้นในเวลาเพียงหนึ่งปีที่ Russian Research Institute of Space Instrumentation โดยใช้เงินของบริษัท สรุปคือดาวเทียมคืออะไร? นี่คืออุปกรณ์ในอวกาศ!

TNS-1 ราคาถูกในการใช้งานกลายเป็นว่าไม่มีค่าใช้จ่าย เขาไม่ต้องการศูนย์ควบคุมภารกิจ เสาอากาศรับส่งสัญญาณขนาดใหญ่ การวิเคราะห์ทางไกล และอื่นๆ อีกมากมาย สามารถควบคุมได้โดยใช้แล็ปท็อปนั่งบนม้านั่งในสวนสาธารณะ การทดลองแสดงให้เห็นว่าด้วยความช่วยเหลือของการสื่อสารเคลื่อนที่และอินเทอร์เน็ต สามารถควบคุมวัตถุอวกาศได้ นอกจากนี้ 10 ชุดอุปกรณ์ใหม่ได้ผ่านการทดสอบการออกแบบการบิน ถ้าไม่ใช่สำหรับนาโนแซทเทลไลท์ พวกเขาจะต้องได้รับการทดสอบโดยเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์บนยานของยานอวกาศลำใดลำหนึ่งในอนาคต และเป็นการเสียเวลาและความเสี่ยงครั้งใหญ่

TNS-1 เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ มันอาจจะเกี่ยวกับการสร้างระบบอวกาศทางยุทธวิธีในระดับเกือบผู้บังคับกองพัน เช่น โดรนขนาดเล็กทางยุทธวิธี อุปกรณ์ราคาไม่แพง ประกอบในรูปแบบที่ต้องการภายในสองสามวันและปล่อยจรวดเบาจากเครื่องบินบรรทุก สามารถแสดงให้ผู้บังคับบัญชาเห็นสนามรบ จัดเตรียมการสื่อสารและระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับระดับยุทธวิธี ยานอวกาศดังกล่าวอาจช่วยได้มากในช่วงที่เกิดความขัดแย้งในเซาท์ออสซีเชียและคอเคซัสเหนือ

พื้นที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการกำจัดผลที่ตามมาจากภัยธรรมชาติและภัยพิบัติที่มนุษย์สร้างขึ้น และคำเตือนของพวกเขา นาโนแซทเทลไลต์ราคาถูกที่มีระยะเวลาหลายเดือนสามารถแสดงสถานะของสถานการณ์น้ำแข็งในภูมิภาคเฉพาะ เก็บบันทึกการเกิดไฟป่า และติดตามระดับน้ำในช่วงน้ำท่วม สำหรับการควบคุมการปฏิบัติงาน สามารถปล่อยนาโนแซทเทลไลต์ได้โดยตรงเหนืออาณาเขตที่เกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงทางออนไลน์ในสถานการณ์ และปรากฎว่ากระทรวงสถานการณ์ฉุกเฉินของ RF ได้รับภาพอวกาศของ Krymsk หลังน้ำท่วมเป็นการช่วยเหลือการกุศลจากสหรัฐอเมริกา

ในอนาคต เราควรคาดหวังให้มีการนำนาโนแซทเทลไลท์เข้ามาสู่ระบบการต่อสู้ของกองทัพชั้นนำของโลก โดยเฉพาะสหรัฐอเมริกา เป็นไปได้มากว่าไม่ใช่การใช้งานเพียงครั้งเดียว แต่เป็นการเปิดตัวยานอวกาศขนาดเล็กในฝูงทั้งหมดซึ่งจะรวมถึงดาวเทียมเพื่อวัตถุประสงค์ต่าง ๆ - การสื่อสารการถ่ายทอดเสียงของพื้นผิวโลกในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันมาตรการตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์การกำหนดเป้าหมาย ฯลฯ สิ่งนี้จะขยายความเป็นไปได้ของการทำสงครามแบบไม่สัมผัสอย่างมาก

หากการย่อขนาดกลายเป็นหนึ่งในแนวโน้มหลักในการพัฒนายานอวกาศทางทหาร การคาดการณ์สำหรับการเพิ่มขึ้นของตลาดดาวเทียมทางทหารจะล้มเหลว ในทางกลับกัน ค่าเงินจะลดลง อย่างไรก็ตาม บริษัทการบินและอวกาศจะพยายามไม่พลาดผลกำไรและชะลอคู่แข่งรายย่อย ในรัสเซียก็ประสบความสำเร็จผู้ผลิตดาวเทียมขนาดใหญ่ได้กล่อม RNII ให้ใช้เครื่องมืออวกาศเพื่อห้ามยานอวกาศ เฉพาะตอนนี้คำถามของการเปิดตัวนาโนแซทเทิลไลท์ TNS-2 ซึ่งพร้อมเมื่อแปดปีที่แล้วได้ถูกกล่าวถึงอีกครั้ง

ความต้องการยานอวกาศที่ใช้พลังงานมากในวงโคจรใกล้โลกยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ อุปกรณ์ภาคพื้นดินของผู้ใช้มีความละเอียดอ่อนและประหยัดมากขึ้นเรื่อยๆ

ดาวเทียมขนาดใหญ่ส่วนใหญ่จะยังคงเป็นของนักวิทยาศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ อุปกรณ์ถ่ายภาพความละเอียดสูง สถานีอัตโนมัติสำหรับการศึกษาดาวเคราะห์จะยังคงถูกผลิตและเปิดตัวต่อไปเพื่อผลประโยชน์ของมวลมนุษยชาติ

โครงการระดับชาติจะเน้นไปที่ยานอวกาศราคาถูกซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากและการใช้งานในการปฏิบัติงาน ตัวอย่างของ UAV ซึ่งเข้าสู่ระบบการต่อสู้ของประเทศที่พัฒนาแล้วอย่างรวดเร็วทำให้เชื่อมั่นในสิ่งนี้อย่างชัดเจน แท้จริงแล้ว หนึ่งทศวรรษก็เพียงพอแล้วสำหรับ UAV ของหน่วยลาดตระเวนจู่โจมเพื่อเข้าประจำการในกองทัพอากาศสหรัฐฯ และพันธมิตร ไม่ต้องสงสัยเลยว่าภายในปี 2020 การปรากฏตัวของกลุ่มออร์บิทัลจะเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิงเช่นกัน ฝูงปิโกและนาโนแซทเทลไลต์จะปรากฏขึ้น

ตอนนี้เรากำลังพูดถึง femto-satellites ที่มีน้ำหนักมากถึง 100 กรัม หากคอมพิวเตอร์มีขนาดเท่ากับนาฬิกาข้อมือ ดาวเทียมที่มีขนาดใกล้เคียงกันจะปรากฏขึ้นในไม่ช้า