«Мы идём туда, где конкурентов нет»: уникальные космические двигатели родом из Омска

Пока Илон Маск запускает самые большие в истории человечества ракеты, омский инженер первым в России реализовал идею компактного двигателя для космических аппаратов размером с небольшую консервную банку. Почему за миниатюризацией космических технологий будущее, когда омские двигатели будут поставляться в Танзанию и кто первым покорит глубокий космос – об этом «Трамплин» побеседовал с основателем омской компании «Д-Старт» Дмитрием Новосельцевым.

– Дмитрий, как давно вы работаете над своим проектом?

– Компания «Д-Старт» была зарегистрирована в июне 2020 года, когда мы выиграли первый грант. А идея появилась ещё в конце 2018 года. Многое можно было сделать за год, если бы не было ограничений в ресурсах, а они есть.

– Чем конкретно занимается ваша компания?

– Основной профиль нашей деятельности – одноимпульсные двигатели для космических аппаратов для освоения глубокого космоса. Оказалось, глубокий космос не такой, как ожидали исследователи. Отправлять людей сегодня дальше околоземной орбиты некуда и незачем, и что делать дальше – непонятно. И вот как раз аппараты с миниатюрными двигателями можно, как семена одуванчика, отправлять на феноменальные расстояния, и не просто с целью собрать данные, а вести освоение космоса, менять среду, начинать биохимические процессы, которые могут привести к возникновению жизни, переносить информацию. Все эти задачи можно решить, вопрос – чем запускать летательные аппараты. Солнечные паруса (приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата. – Прим. ред.) практически неуправляемы, поэтому нужны двигатели, которые на начальном участке пути задают направление. И при этом, конечно, можно решать большинство современных прагматических задач – как научных, так и прикладных.

– И ваши двигатели способны решить такие задачи?

– Да, сейчас это двигатели для небольших орбитальных устройств, но с их помощью в дальнейшем можно запускать маленькие дешёвые зонды и к другим планетам, и дальше. Космический корабль выпускает рой маленьких аппаратов, и двигатель придаёт им ускорение и направление. Такие двигатели экономят массу – даже электронную плату можно нанести на конструкцию двигателя, как плёнку. Наша задача – сделать так, чтобы все космические аппараты могли сами лететь туда, куда надо их владельцу. Традиционные двигатели, которые используются на больших космических аппаратах, можно уменьшать, но только до определённого предела, после которого они перестанут работать.

Поэтому мы придумали минималистское решение – практически реализовать идею Фридриха Цандера, одного из основоположников космонавтики, согласно которой элементы космического аппарата постепенно расходуются по мере выполнения работы. Для тестирования мы используем уникальный мобильный стендовый комплекс, с помощью которого, при всей его компактности, моделируем ряд факторов открытого космоса – со временем сможем даже воспроизвести столкновение с частицей космического мусора.

– Какие ещё идеи есть в разработке?

– Например, использовать любое космическое вещество как энергоноситель, в частности космический мусор. По аналогии с попутным нефтяным газом, который раньше сжигали в факелах, а потом начали использовать. Для этого необходимо только правильно организовать столкновение с большими скоростями. Более простой вариант – запускать простейшие аппараты с двигателями и полимерными блоками, которые будут сталкивать мусор вниз. А если вдруг блок промахнётся, то за несколько витков испарится в космосе.

– Какие проблемы приходится решать?

– Основная проблема – в финансировании. Есть надежда на получение гранта этим летом. Пока используем все доступные возможности. Чтобы провести бесплатные испытания, мы в сентябре прошлого года отправили с нашим оборудованием студентов ОмГТУ на конкурс «Линия Кармана», и в его рамках наш объект даже летал на воздушном шаре в стратосферу. Это действующий макет спутника формата кубсат (формат малых (сверхмалых) искусственных спутников Земли для исследования космоса, имеющих габариты 10х10х10 см при массе не более 1,33 кг – Прим. ред.). Их используют в недорогих научно-исследовательских и научных работах, а также в учебных целях. Такие аппараты стоят порядка нескольких миллионов рублей, но учебные действующие макеты – такие, как наш – стоят в десятки раз дешевле. По правилам конкурса с макетом работали студенты, поэтому не все идеи были реализованы, например, двигатель включился не на той высоте. Но мы показали, что устройство в принципе способно работать в сложных условиях космоса, а также проверили идею по запуску блоков для уборки мусора.

– Двигатели – основная проблема российской промышленности и импортозамещения…

– Ну, смотря где: есть отрасли, где российские двигатели были и остаются ведущими. КБ «Факел» в Калининграде занимается электрическими двигателями уже почти 70 лет, есть линейка ракетных двигателей РД-180, они до сих пор летают, их никто не может скопировать. Это как естественная монополия – у кого есть задел, они этим и пользуются. Но всё это решения для аппаратов прошлого поколения – больших, тяжёлых и дорогих изделий. Для миниатюрных аппаратов двигателей у нас до недавнего времени не было. За рубежом уже много компаний работают в этом направлении, такой двигатель для кубсата можно купить за 60–80 тысяч евро.

В России сейчас есть 1–2 производителя, которые делают двигатели микроформата – тот же «Факел» (у них это, по сути, газовый баллон с ксеноном под большим давлением). Другой – от МИФИ, электрический двигатель, но тут проблема – в космосе нет розетки, от которой можно подзарядиться. Есть еще Avant Space из «Сколково», которые не нашли место своим двигателям на рынке и стали делать их для своих задач – для рекламы в космосе. На спутнике устанавливают светодиоды типа лазеров, когда они летают, на небе появляется что-то типа QR-кода. Для этого аппараты должны ровно держать строй, и точному позиционированию помогают их двигатели малой тяги. А для меньших космических аппаратов, особенно самых маленьких, спутников «на чипе» размером с половину банковской карточки, двигателей ещё вообще нет нигде в мире. Тем более что и электрическая мощность их солнечных батарей – как у батарейки для часов.

У нас особая задача – то, что называют «последней милей». По аналогии с общественным транспортом: вы доезжаете до остановки и теперь вам нужно ещё проделать путь до точки назначения пешком. Как туда добраться? Космический корабль выпускает попутные сверхмалые космические аппараты там, где ему удобно и возможно, затем им нужно придать нужное направление. Аналогов нашим двигателям сейчас в России нет. В Омске такими проектами тоже больше никто не занимается. Ракетные двигатели для спутников успешно разрабатывают в ОмГТУ, но у них всё же более классические установки на достаточно большие аппараты. Мы же пытаемся выйти за горизонты, ведь у наших двигателей нет ограничений по мощности, и если к ним извне подвести энергию – лазерным импульсом, например, то можно их форсировать без изменения основной конструкции. Такой «бюджетный Starshot».
(Breakthrough Starshot – научно-исследовательский и инженерный проект фонда Breakthrough Initiatives по разработке сверхмалых космических зондов, использующих световой парус и разгоняемых батареей лазеров большой мощности. – Прим. ред.)

– Какой следующий этап проекта?

– Следующая стадия проекта – сделать товарное изделие и запустить его на летные испытания в конце этого года. Переговоры ведутся с питерской компанией «Астрономика», со «СПУТНИКС» – самым крупным российским производителем таких аппаратов, «Стратонавтикой» и другими. Сейчас согласуется техническое задание. Ещё одна задача – сделать стендовую версию чисто электрического двигателя для космического аппарата без пиротехники. Но это должен быть аппарат достаточной мощности, чтобы взрыв организовать чисто электрическими средствами. По-прежнему изучаем зарубежный рынок, есть партнёры в Индии, недавно появились партнеры в Африке – из Танзании, из Олдувайского космического центра. Уже в этом году они планируют начать производство спутников, а мы планируем поставлять им двигатели. Для выхода на полномасштабное производство нам нужно 10–11 миллионов рублей.

– Не думали поискать перспективы вне Омска?

– Мы сейчас в очередной раз пытаемся получить статус резидента «Сколково», в последний раз нам не хватило одного голоса среди экспертов. Резидентство даст нам доступ к государственным средствам, возможность пользоваться их технической базой. Но физический переезд не планируем, ведь можно раскидать производственные площадки по всей стране.

– Сможет ли Россия покорить космос без импортных технологий, составить конкуренцию Илону Маску?

– Сможет. Начинали же когда-то мы освоение космоса без импорта. Любая задача имеет много решений, и одно из них – наши миниатюрные двигатели. А по поводу Маска – конкуренцию ему мы создавать не будем, потому что на тот рынок нам не зайти, да и делаем мы совершенно другие вещи. Ему одновременно принадлежат и сеть спутников Starlink, и ракеты, которыми он эти спутники и запускает. При этом, по сути, он перекладывает деньги из одного своего кармана в другой. Здесь так не получится. Мы идём в другую сторону, где конкурентов ещё нет.

Автор: Ирина Баландина

Фото: Александр Румянцев