Noua companie spațială încearcă să rezolve mobilitatea orbitală cu nave spațiale delta-v înalte

Delta-v pentru tine –

„Dacă vom avea o adevărată economie spațială, asta înseamnă logistică și servicii de aprovizionare”.

De-a lungul ultimelor șapte decenii, marea majoritate a sateliților s-au lansat pe orbită cu propulsie în mare parte ca o idee ulterioară. Asta nu înseamnă că a avea propulsoare nu este importantă, dar odată ce vehiculul a ajuns pe orbita prevăzută, propulsia de la bord a fost folosită în principal pentru menținerea stației și manevre mici.

Unul dintre adevărurile despre zborurile spațiale, de fapt, a fost că un vehicul nu merge nicăieri după ce ajunge pe o anumită orbită. Asta pentru că energia necesară pentru a face schimbări semnificative în orbita cuiva în jurul Pământului este foarte mare.

În spațiu astăzi, alegerile actuale de manevrabilitate pe orbită nu sunt optime. Există propulsoare convenționale acționate de rachete care necesită o cantitate extraordinară de propulsor pentru a se deplasa. Există propulsoare cu ioni, care sunt semnificativ mai eficiente din punct de vedere al combustibilului, dar nu pot face schimbări rapid. Și cam asta este.

Delta-v este greu

Dar o nouă companie, Portal Space Systems, a ieșit marți din stealth cu o alternativă: propulsia solar-termică. Fondatorul companiei, Jeff Thornburg, a declarat că Portal Space se va concentra pe mobilitatea pe orbită.

„Toată propulsia a fost proiectată în mod istoric pentru menținerea stației pentru sateliți, nu pentru manevrabilitate”, a spus el într-un interviu. „Și prea mulți clienți comerciali și militari se luptă cu cum să-și cheltuiască puținul delta-v pe care îl au înainte de a-și pune capăt vieții bunului lor”.

„Delta-v” este modul în care industria spațială măsoară schimbarea vitezei de care este capabilă o navă spațială – mai precis, este o măsură a impuls pe unitatea de masă a navei spațiale. Deci, dacă nava dvs. spațială are o capacitate delta-v de 500 de metri pe secundă (1.120 mph) și pornește cu o viteză de zero, atunci după ce își arde tot propulsorul ar călători cu 500 m/s.

Aceasta se dovedește a fi moneda Sistemului Solar. Este nevoie de o cantitate extraordinară de delta-v pentru a trece de la suprafața planetei noastre pe orbita joasă a Pământului (LEO) – aproape 10.000 m/s. Acesta este motivul pentru care sunt necesare rachete puternice pentru a lansa sateliți. După atingerea LEO, costurile relative delta-v pentru a merge de acolo sunt mai mici, dar totuși mari. De exemplu, mai costă încă 6.000 m/s pentru a ajunge la suprafața Lunii din LEO. Acest grafic oferă o bună imagine de ansamblu asupra costurilor delta-v.

Majoritatea sateliților se lansează cu 500 m/s sau mai puțin din delta-v disponibil. Acest lucru le permite să își ajusteze orbitele și să efectueze o manevrabilitate de bază pentru a evita conjuncțiile cu alți sateliti sau resturi. Dar aceasta nu este suficientă capacitate de propulsie pentru a face schimbări semnificative în orbitele lor.

Delta-v pentru tine

Aici Portal Space crede că are o soluție. Thornburg spune că compania dezvoltă o navă spațială construită în jurul conceptului de propulsie solară termică, care utilizează energia solară pentru a încălzi propulsorul și a produce propulsie. Astfel de motoare au fost studiate de zeci de ani, dar nu au fost niciodată dezvoltate în scopuri practice. Compania nu și-a dezvăluit propulsorul ales, dar Thornburg a spus că poate fi stocat pe orbită și nu este toxic precum hidrazina. (Ar putea fi ceva de genul amoniacului.)

De la înființarea Portalului în noiembrie 2021, Thornburg spune că el și echipa sa rezolvă provocările tehnice inerente sistemului cu magistrala prin satelit Supernova. Aceste nave spațiale, a spus el, vor avea o cantitate impresionantă de mobilitate – 6.000 m/s de delta-v. Este suficient pentru a trece de la orbitele superioare în spațiul cislunar și înapoi.

El își imaginează o flotă de vehicule Supernova realimentabile pe orbita Pământului medie și geostaționară, capabile să coboare pe diverse orbite și să ofere servicii precum livrarea de propulsor, mobilitate și observare pentru sateliți comerciali și militari. Viziunea lui este de a oferi capabilități de răspuns în timp real pentru sateliții existenți. Dacă cineva trebuie să facă o manevră de urgență, un vehicul Supernova ar putea fi acolo în câteva ore.

„Dacă vom avea o adevărată economie spațială, asta înseamnă logistică și servicii de aprovizionare”, a spus el.

Dezvoltarea unei nave spațiale cu un sistem de propulsie nou și o cantitate enormă de capacitate delta-v poate părea ambițioasă, mai ales pentru o mică întreprindere. Cu toate acestea, Thornburg are o experiență credibilă, după ce a lucrat în armată, pentru NASA și la diferite companii spațiale, inclusiv SpaceX, unde a fost vicepreședinte de propulsie și proiectant principal al motorului rachetei Raptor.

Portal Space a anunțat joi că a primit finanțare de 3 milioane de dolari din partea Forțelor Spațiale SUA pentru a sprijini dezvoltarea autobuzului satelit Supernova. Thornburg a spus că compania intenționează să lanseze primul său satelit la sfârșitul lui 2025 sau la începutul lui 2026. Probabil că va merge pe orbita Pământului medie și, cel puțin, va demonstra capacitatea sa mare delta-v.