В настоящее время cubesats и другие малые спутники переходят от демонстрации технологий и студенческих проектов к оперативным миссиям, поддерживающим все больший спектр приложений, компании, большие и малые, работают над повышением их надежности. Эти усилия отражают изменения направлений в компаниях, которые связаны с конкретными техническими проблемами, влияющих на надежность спутников.
В орбитальной характеристике cubesats уже давно существует одна больная точка. Ученые отмечают, что 22% cubesats никогда не установили связь после запуска. Эта цифра значительно выше в особых случаях, например, в некоторых классах аппаратов, построенных университетами.
Однако компании, разрабатывающие созвездия cubesats, имеют гораздо более низкие показатели отказов. Spire, который управляет созвездием cubesat и который предоставляет пользователям данные о погоде и морских судах, запустил 47 спутников в 2017 году, используя проект, разработанный внутри страны и постепенно улучшающийся за последние несколько лет.
«Мы изучили тяжелые уроки отказов за последние шесть лет или около того», — сказал Джерон Каппарт, соучредитель Spire. «Мы построили прочную платформу, которая является гибкой и может быть интегрирована с различными полезными нагрузками».
Эти улучшения, по его словам, обеспечиваются вертикальной интеграцией. Spire контролирует каждую часть спутникового продукта от производства посредством предоставления данных и услуг, за исключением запуска. Это позволяет компании быстро выполнять проекты, повышать надежность и контролировать затраты.
Каппарт сказал, что Spire теперь рассматривает возможность предоставления услуг миссии компаниям, которые согласятся купить малые спутники у Spire. «Мы думаем о Spire сегодня как поставщик данных, но мы также являемся поставщиком миссий», — сказал он. «Мы построили всю эту инфраструктуру, и мы думаем, что можем обеспечить ценность для других компаний, которые не обязательно хотят тратить время и капитал, создавая все это с нуля».
NanoRacks производит cubesats, которые развертывает с МКС. Малые спутники проходят дополнительные обзоры, чтобы соответствовать требованиям безопасности человека NASA. Эти требования касаются множества проблем, от токсичности материалов до конструкции батарей для обеспечения безопасности экипажей на станции.
На сегодняшний день компания развернула 223 спутника с МКС, и Мартин сказал, что эти технические вопросы обычно не являются серьезной проблемой для разработчиков по сравнению с нормативными вопросами, такими как лицензии.
Компании, перемещающиеся с больших спутников на более малые, сталкиваются с различными проблемами. Джеймс Ломан, старший инженер Space Systems Loral, отметил, что его компания имеет обширные уроки, извлеченные из разработок крупных геостационарных спутников связи, что привело к повышению их надежности. Он сказал, что 20 лет назад средний спутник, построенный компанией, имел два «отказа» различных компонентов в первый год после запуска. Сегодня этот показатель отказов в 10 раз ниже.
Он признал, что эти уроки не могут быть непосредственно применены к малым аппаратам, которые предназначены для того, чтобы быть менее дорогими и строиться быстрее. «Мы продолжим использовать некоторые из наших процессов, которые обеспечат высокую надежность и качество, но нам нужно будет искать компромисс, чтобы соответствовать ожиданиям «новой эры космоса – малых спутников», – сказал он.
Среди этих компромиссов – использование коммерческих готовых компонентов (COTS) для некоторых недорогих орбитальных миссий по сравнению с радиационно-прочными, но более дорогими предметами. «Части COTS, вероятно, подходят для краткосрочных миссий LEO», — сказал он, но призвал провести радиационное тестирование этих компонентов для данного профиля миссии.
