Проект LEAN ORBIT
технология для упрощённого обслуживания на орбите
Современная рыночная экономика требует от производителя выжимать из продукта максимум полезного эффекта в рамках окружающих его ограничений.

Такая ситуация не обходит стороной и рынок космических услуг:
производителю спутникового оборудования необходимо обеспечить безотказность, надежность и эффективность своих изделий, чтобы на его продукцию был спрос в столь специфическом экономическом секторе. Но помимо этих факторов существуют и задачи продления сроков активного существования космических аппаратов – как находящихся в эксплуатации, так и разрабатываемых.

Решения, способные продлить срок эксплуатации спутников посредством их полноценного обслуживания на орбите, приобретают особую важность в наступающем десятилетии, так как способствуют росту экономической отдачи от аппарата и позволяют более эффективно использовать околоземное пространство.
Обеспечить возможность полноценного обслуживания на орбите может модульное конструктивное исполнение спутников, что также даст импульс к реализации сборки аппаратов на орбите.
Проект LEAN Orbit направлен на разработку унифицированных соединительных стыков для модульных спутников, применение которых сделает обслуживание аппаратов на орбите технически реализуемым.

Предлагаемая технология позволит осуществлять ремонт и модернизацию аппарата путём замены нефункционирующих и/или устаревших модулей.
Через универсальные разрабатываемые стыки также будет осуществляться питание систем космического аппарата, передача ресурсов между модулями.

На земле применение данных стыков будет способствовать повышению кооперации, территориальному распределению производств.

Следствием вышеперечисленных закономерных процессов, нашедших подтверждение своей неизбежности и целесообразности во всех отраслях промышленности, станет развитие и доступность современных космических технологий.
Для реализации указанных положительных эффектов требуется обеспечить модули системой соединения, решающей задачу надёжной и жёсткой фиксации модулей между собой.
При этом данная система не должна потреблять энергию на поддержание связи между модулями, но призвана обеспечивать эргономичность и простоту в эксплуатации, тем самым обеспечивая оперативную замену модулей в условиях открытого космоса.

Все вышеперечисленное можно отнести к параметрам, характеризующим свойства механической стыковки, которые должна обеспечивать система соединения. Но также данная система должна позволять осуществлять непрерывный обмен ресурсами между модулями. Под ресурсами в данном случае подразумеваются: электроэнергия, пакеты данных по проводной связи, компоненты топлива (жидкость, газ).
В качестве такой системы соединения наша команда разработала соединительный узел, обеспечивающий все вышеперечисленные требования.

Данный узел представляет собой набор концентричных кольцевых контактных рельс, которые обеспечивают передачу электроэнергии и пакетов данных, в центре колец располагается изолированный герметичный канал для передачи компонентов топлива и прочих ресурсов между модулями, а вокруг колец располагается механический замок – миниатюрная версия системы АПАС, который обеспечивает надежный механический стык на МКС.
Макетные и стендовые испытания в наземных условиях планируется произвести в четвёртом квартале 2021 года с привлечением смежных организаций
Проект LeanOrbit не сводится исключительно к обслуживанию космических аппаратов на орбите. Разработка технологий модульности (стыки, интерфейсы, общие подходы) для аппаратов разных классов и назначений представляет собой интересное, значимое направление работ на ближайшую перспективу. При этом модульность интересна и применима и для аппаратов малого класса, разрабатываемых в том числе в России.

Д.Б. Пайсон
д.э.н., к.т.н.
Исполнительный директор Управления исследований и инноваций Сбербанка, доцент факультета космических исследований МГУ, бывший директор Исследовательско-аналитического центра Роскосмоса, действительной член Международной академии астронавтики и Российской Академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, член редколлегии журнaла New Space

Я.А. Мостовой
д.т.н.
Профессор Самарского университета им. академика С.П. Королева, Главный конструктор РКЦ Прогресс, Действительный член Международной академии навигации; Член-корреспондент Российской академии космонавтики им. Циолковского, Лауреат Государственной Премии СССР

Концепция ремонта спутников на орбите при всей своей полезности и обширности может быть реализована только при наличии в своем основании «унифицированного стыка для модульных аппаратов, решающего задачи обеспечения жёсткой фиксации между модулями и обмена ресурсами». В этом смысле рассматриваемый проект имеет перспективу развития и применения.
Наличие такого узла имеет самостоятельное и положительное значение для проектирования и производства космических аппаратов вне задачи ремонта и модернизации аппаратов на орбите.
Проект LeanOrbit может встроиться в мировой тренд и занять прочную позицию при условиях доступа и интеграции с наработками предприятий российской космической промышленности на приемлемых условиях и поддержки со стороны государства в формате «якорного заказчика» и на нерыночных условиях.
Д. С. Зарубин
Руководитель Центра РКК «Энергия»