Организация разработки, производства и внедрения кинетических реактивных двигателей (КРД) с возможностью утилизации космического мусора

Описание проекта

Предлагается проект кинетического реактивного двигателя (КРД), действующего за счет утилизации мелкого космического мусора, для обеспечения межорбитальных маневров космических аппаратов.
Материалы (прилагаются):
— Питч https://cloud.mail.ru/public/4gA1/3aYkqcSwBи постерhttps://cloud.mail.ru/public/2due/HLJgNfGoB (на английском);
— Видеопрезентацияhttps://youtu.be/smja_aSLTbQ) (на английском);
— Расширенное описание в статье по материалам конференции в ИКИ РАН (Всероссийская научная конференция «Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угрозы»: Сборник трудов. / Серия «Механика, управление и информатика». — М.: ИКИ РАН, 2019.(http://iki.cosmos.ru/books/2019cos_mus.pdf), стр. 217, Новосельцев Д.А. «О возможности рациональной утилизации фрагментов околоземного космического мусора с использованием кинетических реактивных двигателей») (на русском);
— Презентация на конференции в ИКИ РАНhttps://cloud.mail.ru/public/4bL1/5f3obQtCU(на русском)
— Статья о ближайших перспективах развития сектора сверхмалых КАhttps://arxiv.org/pdf/1910.12559.pdf(на английском);
— Бизнес-план https://cloud.mail.ru/public/2j61/4E1QSpP1f (на русском)
— Инвестиционный проспект https://cloud.mail.ru/public/2PAr/4ckiqCkGc (на английском)

Краткое техническое описание:

В настоящее время накопление космического мусора (КМ) на околоземных орбитах, в первую очередь на наиболее активно используемых, начинает представлять значительную проблему. При сохранении существующей тенденции его накопления и увеличения общего количества эксплуатируемых космических аппаратов (КА), в ближайшее время КМ может представлять угрозу повреждения КА, многократно превосходящую угрозу столкновения от фрагментов естественных метеороидных тел, и способен значительно осложнить космическую деятельность.

Пассивные методы защиты КА от КМ за счет различных вариантов их бронирования в большинстве случаев неэффективны и значительно ухудшают их массовые характеристики.

Активные методы защиты от КМ при всем их разнообразии преимущественно направлены на торможение достаточно крупных фрагментов мусора, снижение их орбиты и последующее уничтожение в атмосфере. Подобный подход нельзя признать ни достаточно эффективным, ни рациональным. При характерной на сегодняшний день эффективности массовой эффективности средств выведения КА – полезная нагрузка составляет около 2% стартовой массы носителя – для придания орбитальной скорости каждому 1 кг КМ было использовано около 50 кг стартовой массы носителя, преимущественно топлива, с соответствующей экологической нагрузкой на среду. Для уничтожения этого фрагмента мусора также необходимы разработка и изготовление специализированного аппарата, его выведение на соответствующую орбиту, также включая экологические издержки.

Еще менее эффективны известные предложения по сбору и переработке КМ – в силу относительно небольшой массы его отдельных фрагментов, движущихся по различным траекториям, подобная деятельность значительно усложнена по сравнению с рассматриваемой в последнее время гипотетической добычей полезных ископаемых на астероидах и других достаточно крупных небесных телах.

Проблема осложняется тем, что снижение угроз столкновения КМ с КА известными способами в настоящее время не может быть коммерциализировано, и в этой связи представляет интерес только для государств или крупных компаний, осуществляющих космическую деятельность, для ограниченной защиты наиболее ценных КА.

В качестве рационального варианта экономически целесообразной утилизации фрагментов КМ предлагается рассмотреть возможность его использования как внешнего источника энергии и рабочего тела для маневров космического аппарата с использованием кинетического ракетного двигателя (КРД). Концепция КРД изложена в ряде работ .В дальнейшем при освоении Солнечной системы возможно более широкое использование в КРД тел с большими массами и орбитальными скоростями. Так, может быть целесообразным использование объектов, составляющих внешние кольца Сатурна, для запуска с помощью КРД массивных полезных нагрузок во внешнюю область Солнечной системы и за ее пределы.

1. Valentin Podvisotsky.Kinetic jet engine mode of application.Space Colonization Journal, Issue 2, 2015, pp. 1-16.
2. Alexander Panov.On the possibility of using the Podvysotsky kinetic engine for flights within the Solar system and to create an interstellar probe. Space Colonization Journal, Issue 5, 2014.
3. В.В. Подвысоцкий.Некоторые способы использования космического паруса.22 с.http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/articles/86.pdf.
4. Johndale C. Solem. Some New Ideas for Nuclear Explosive Spacecraft Propulsion. LA-12189-MS, October 1991.https://fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/docs1/00189777.pdf.
5. http://breakthroughinitiatives.org/news/12.
   В настоящее время инициированы НИОКР по проекту КРД на космическом мусоре, определены соисполнители, сроки и объем работ по подбору материалов мишени КРД и наземным испытаниям (до летных испытаний прототипа), оформляются ТЗ.
   Определенные сложности представляет финансирование данного этапа — требуются средства в размере до 11 млн. руб. (на 2020-2021 г.г., в зависимости от последовательности этапов), в т.ч. 1, 5 млн. для первой стадии работ по выбору материала модельной мишени и части экспериментальных работ в 2020 г.
   В настоящее время собственные средства в необходимом размере отсутствуют, привлечение заемных кредитных средств для выполнения НИОКР (до коммерциализации) не представляется возможным. Рассматривается долевое участие инвесторов.
   Инициатор проекта — физическое лицо (автор), после получения начального финансирования в 2020 г. планируется создание специализированного юридического лица ООО «Д-Старт». Региональная локализация — Сибирский федеральный округ (Омская, Томская области), с последующим расширением в др. регионы России (в т.ч. Дальний Восток) и далее на международный уровень (в частности, ведется взаимодействие с представителями Космического агентства Люксембурга, которое с 2018 г. осуществляет привлечение малых частных космических компаний сектора New Space со всего мира).
   В связи с растущей актуальностью проблемы устранения космического мусора, особенно мелкого, и ожидаемого быстрого развития сектора сверхмалых космических аппаратов (в т.ч. типа StarChip (AttoSat) массой до десятков граммов), принадлежащих как юридическим, так и физическим лицам, и отсутствием современных соответствующих эффективных технических решений, перспективы проекта представляются достаточно многообещающими.
   Таким множеством, реализация проекта в обозримой перспективе предоставляет множеству юридических и физических лиц (т.н. сектора New Space) возможности стать обладателями и эксплуатантами собственных маневрирующих космических аппаратов различного назначения (по принципу «space for everyone».
   Возможный механизм коммерциализации после НИОКР — возмездное предоставление неисключительных лицензий потенциальным разработчикам КРД для их КА, затем — конструкторской документации услуг проектирования КРД, затем — элементов конструкции и мишеней. Планируемая бизнес-модель функционально подобна практике создания компанией IBM в 1980-х г.г. «IBM-совместимых» ПК с открытой архитектурой, что привело к взрывному росту рынка с участием множества независимых производителей, использующих типовые компоненты и технические решения
   Рынок предварительно оценен экспресс-экспертизой РВК в более 5 млрд. долларов США.
   Проект также соответствует профилю Космического кластера Сколково: 3.2.3. Системы и отдельные элементы бортовой энергетики космических аппаратов, средств выведения и наземных комплексов, включая двигательные установки космических аппаратов и их компоненты. 3.5.2. Новые материалы и технологические решения для силовых установок, включая топливо и системы хранения топлива.
   В этой связи, убедительная просьба к потенциальным инвесторам рассмотреть возможность, возможные формы и условия участия в продвижении и развитии проекта, в т.ч. в привлечении финансирования со стороны инвесторов, венчурных фондов, бизнес-ангелов и др. источников в создаваемый стартап по данному направлению.