Тази компания иска да създаде „бензиностанции в космоса“
От зората на космическата ера - изстрелването на Sputnik I през 1957 г. - хората са изпратили над 15 000 сателита в орбита. Малко над половината все още функционират; останалите, след изчерпване на горивото и приключване на експлоатационния им живот, или са изгорели в атмосферата, или все още обикалят около планетата като безполезни парчета метал.
Като такива, те представляват заплаха за Международната космическа станция и за други спътници, като Европейската космическа агенция изчислява, че до момента са се случили над 640 „счупвания, експлозии, сблъсъци или аномални събития, водещи до фрагментация“.
Това е създало аура от космически боклук около планетата, съставен от 36 500 обекта, по-големи от 10 сантиметра (3,94 инча) и огромни 130 милиона фрагмента до 1 сантиметър (0,39 инча). Почистването на тези отпадъци е скъпо и сложно, има няколко плана за това, но все още няма осезаеми резултати.
Един от начините да започнете да се справяте с проблема би бил да спрете да произвеждате повече боклуци - като презареждате сателитите, вместо да ги извеждате от експлоатация, след като мощността им свърши.
„В момента не можете да заредите с гориво сателит в орбита“, казва Даниел Фабер, главен изпълнителен директор на Orbit Fab. Но неговата базирана в Колорадо компания иска да промени това.
„Когато горивото на сателитите свърши, не можете да ги задържите на правилното място в орбита и те се превръщат в опасни отломки, носещи се наоколо с много високи скорости и рискуващи сблъсъци“, обяснява Фабер. „Но също така, липсата на гориво създава цяла парадигма, при която хората проектират своите мисии на космически кораби, като се движат възможно най-малко.
„Това означава, че не можем да имаме теглещи камиони в орбита, за да се отървем от евентуално оставените отломки. Не можем да правим ремонти и поддръжка, не можем да надграждаме нищо. Не можем да проверим нищо, ако се счупи. Има толкова много неща, които не можем да правим и работим по много ограничен начин. Това е решението, което се опитваме да предложим.“
Космическа хирургия
Концепцията за зареждане и обслужване на сателити в орбита беше въведена от НАСА през 2007 г., когато — в сътрудничество с DARPA (изследователското звено на Министерството на отбраната на САЩ) и Boeing — изстреля Orbital Express, мисия, включваща два специално създадени сателита, които успешно скачен и сменен гориво. По-късно НАСА работи върху мисията за роботизирано зареждане с гориво (RRM), която допълнително изследва предизвикателствата при зареждането с гориво на съществуващите сателити.
Сега агенцията работи върху OSAM-1, който трябваше да бъде изстрелян през 2026 г. и ще се опита да хване и зареди с гориво Landsat-7, сателит за наблюдение на Земята, който е изчерпан.
„Това е мисия за зареждане с гориво на сателит, който не е бил подготвен за зареждане с гориво“, казва Фабер. „Така че те на практика трябва да направят операция на сателита, като го разрежат, за да получат достъп до тръбите за гориво. Това позволява впечатляваща способност за ремонт на сателити, но си има цена.“ НАСА каза, че OSAM-1 ще струва общо около 2 милиарда долара.
Orbit Fab няма планове да се занимава със съществуващия флот от сателити. Вместо това, той иска да се съсредоточи върху тези, които все още не са пуснати на пазара, и да ги оборудва със стандартизиран порт - наречен RAFTI, за интерфейс за бързо свързване на течности - което драстично ще опрости операцията по зареждане с гориво, запазвайки цената ниска.
„Това, което се стремим да правим, е да създадем евтина архитектура“, казва Фабер. „Все още няма достъпен в търговската мрежа порт за гориво за зареждане на сателит в орбита. Въпреки всички големи стремежи, които имаме за оживена космическа икономика, наистина това, върху което работим, е газовата шапка – ние сме компания за газова шапка.“
Orbit Fab, която се рекламира с мотото „бензиностанции в космоса“, работи върху система, която включва пристанище за гориво, совалки за зареждане с гориво – които ще доставят горивото до сателит в нужда – и зареждане на цистерни или орбитални бензиностанции, от които совалките биха могли да вземат гориво. Той обяви цена от 20 милиона долара за доставка в орбита на хидразин, най-разпространеното сателитно гориво.
През 2018 г. компанията изстреля две тестови платформи към Международната космическа станция, за да тества интерфейсите, помпите и водопровода. През 2021 г. стартира Tanker-001 Tenzing, демонстратор на депо за гориво, който информира дизайна на текущия хардуер.
Следващото изстрелване вече е планирано за 2024 г. „Ние доставяме гориво в геостационарна орбита за мисия, която се изпълнява от Изследователската лаборатория на ВВС“, казва Фабер. „В момента те го третират като демонстрация, но предизвиква голям интерес от цялото правителство на САЩ, от хора, които осъзнават стойността на зареждането с гориво.“
Първият частен клиент на Orbit Fab ще бъде Astroscale, японска компания за обслужване на сателити, която разработи първия сателит, предназначен за зареждане с гориво. Наречен LEXI, той ще монтира RAFTI портове и понастоящем е планиран да бъде пуснат през 2026 г.
Оригинален подход
Според Симон Д’Амико, доцент по астронавтика в Станфордския университет, който не е свързан с Orbit Fab, обслужването в орбита е един от ключовете за осигуряване на безопасно и устойчиво развитие на космоса. „Можете ли да си представите инфраструктура за наземна мобилност, пътища и градове, без бензиностанции и автосервизи? Можете ли да си представите коли за еднократна употреба или самолети?“ той пита. „Развитието на космическата инфраструктура и разпространението на космически активи достигат критичен обем, който вече не е устойчив без промяна на парадигмата.“
Д'Амико добавя, че има много причини, поради които това не се е случило по-рано, включително доскоро липсата на осъзната необходимост предвид ограничения брой космически кораби и факта, че технологията за обслужване в орбита едва сега е станала икономически жизнеспособна поради напредък в сателитната миниатюризация.
Той вярва, че Orbit Fab е оригинален, особено от маркетингова гледна точка. „Това вероятно е единствената компания в света, която се е позиционирала да разположи „бензиностанции“ в орбита“, казва той. „Мисля, че подходът на Orbit Fab е наистина визионерски и може да се изплати в средносрочен до дългосрочен план. Въпреки това има висок риск в краткосрочен план, тъй като сателитите трябва да бъдат проектирани с оглед на възможността за многократна употреба и зареждане с гориво.
Първоначално Orbit Fab планира да намери своя пазар като доставчик на гориво за компании като Astroscale, които планират да инспектират, ремонтират и надграждат сателити в орбита или да извършват събиране на отпадъци. Според Фабер успехът в този сектор би могъл да убеди големите телекомуникационни корпорации, които оперират с голям брой сателити, да разтърсят своя бизнес модел и да прегърнат зареждането с гориво и обслужването.
Той добавя, че след като моделът на изпращане и доставяне на гориво в орбита бъде установен, следващата стъпка е да започнем да произвеждаме горивото там. „След 10 или 15 години бихме искали да строим рафинерии в орбита“, казва той, „преработвайки материал, който се изстрелва от земята, в набор от химикали, които хората искат да купят: въздух и вода за търговски космически станции, Изходни минерали за 3D принтер за отглеждане на растения. Ние искаме да бъдем индустриален доставчик на химикали за нововъзникващата комерсиална космическа индустрия.“
