Спутники запускают в космос без ракет — как это работает?

В 1960-е годы США и Канада запустили Проект высотных исследований, в рамках которого разрабатывали методы вывода искусственных спутников Земли на низкие орбиты при помощи «космических пушек». Ими была собрана 406-миллиметровая пушка с длиной ствола 40 метров, способная выстреливать 180-килограммовыми снарядами со скоростью 3600 метров в секунду — этого хватало, чтобы грузы отправлялись в суборбитальный полет.
Но для вывода спутников на околоземную орбиту этой мощности мало, поэтому отправляемому снаряду был необходим ракетный двигатель. В 2014 году в Калифорнии была основана компания SpinLaunch, которая решила воплотить идею полувековой давности в реальность. Она хочет построить огромную центрифугу для раскрутки небольших ракет-носителей и «выкидывания» их в небо. Ожидается, что эта технология сократит наносимый природе обычными ракетами вред, а также снизит стоимость отправки грузов в космос. Недавно агентство NASA решило помочь компании SpinLaunch с проведением испытаний.

Пусковая установка SpinLaunch

История компании SpinLaunch

После основания в 2014 году, штаб-квартира компании SpinLaunch располагалась на старом заводе по производству микропроцессоров неподалеку от главной конторы Google. Два года спустя инженеры собрали первую испытательную центрифугу диаметром 12 метров. После раскручивания, снаряды вылетали из пушки со скоростью до 6500 километров в час. Идея представителей компании показалась другим фирмам перспективной, благодаря чему они смогли привлечь инвестиции со стороны таких гигантов, как Google Ventures, Airbus, Байерс и так далее. На эти деньги компания начала строительство штаб-квартиры в калифорнийском городе Лонг-Бич и оборудования для полетов в космопорте «Америка».


Существует несколько прототипов установок SpinLaunch

Технология запуска спутников в космос без ракет

Нынешние пусковые установки имеют диаметр около 35 метров, в финальная версия должна иметь окружность в 100 метров. Ожидается, что конструкция сможет выводить в космос грузы массой до 200 килограмм. Ствол обязательно должен быть наклонен на 35 градусов по отношению к поверхности земли, потому что важно, чтобы снаряд имел возможность набрать необходимый угол возвышения.



3D-модель небольшой ракеты-носителя внутри центрифуги

Суть разрабатываемой технологии довольно проста. В корпусе пусковой установки находится центрифуга, в которую планируется запускать небольшую ракету без первой ступени — она используется для запуска летательного аппарата в небо, но в этом случае ее полностью заменяет разработанный компанией SpinLaunch механизм. После достижения скорости в 8000 километров в час, ракета покидает центрифугу через ствол, прорывая мембрану. На высоте около 60 километров летательный аппарат включает ракетный двигатель и выводит полезную нагрузку в околоземное пространство.


Технология может быть особенно эффективна для вывода на орбиту кубсатов

Перспективы отказа от полноценных ракет-носителей

Есть надежда на то, что разрабатываемая компанией SpinLaunch технология позволит экономить до 70 процентов ракетного топлива, да и в целом во много раз уменьшить стоимость запусков ракет на околоземную орбиту. Одной из самых заинтересованных в технологии сторон является аэрокосмическое агентство NASA. Недавно оно решило помочь компании SpinLaunch с проведением очередного испытания системы. Точная дата неизвестна, но где-то в 2022 году они запустят в небо небольшой груз со скоростью 1600 километров в час. Груз будет снабжен датчиками, которые соберут важные для исследователей данные — они будут тщательно изучены и использованы для улучшения технологии. Если все пройдет хорошо, первый официальный запуск спутников при помощи центрифуги будет произведен в 2025 году.


Демонстрация технологии SpinLaunch

На данный момент для запуска небольших спутников обычно используются ракеты сверхлегкого класса. Одной из них является Electron от компании Rocket Lab, каждый запуск которого стоит от 4,9 до 6,6 миллионов долларов, в зависимости от массы груза. Компания пытается снизить цену запусков путем повторного использования первых ступеней — они уже успешно возвращаются при помощи парашютов. Но совершенству нет предела, поэтому во второй половине апреля компания попробует поймать ракеты при помощи вертолета.