Ближе к Луне: магистр МАИ Егор Мишин — о научном поиске и проекте лунной транспортной платформы

В Московском авиационном институте — огромное количество талантливых студентов, многие из которых ещё во время обучения предлагают инновационные решения и проекты, необходимые отрасли. Магистр института № 12 «Аэрокосмические наукоёмкие технологии и производства» МАИ Егор Мишин уже не один год работает над перспективным проектом лунной транспортной платформы, которая, по его задумке, будет применяться на этапах полноценного освоения спутника Земли. Что собой представляет проект, поговорили с его автором.

Егор, расскажите немного о себе...

Я поступил в МАИ в 2017 году. После окончания школы у меня ещё не было чёткого понимания, в какой сфере я хочу развиваться, но уже тогда был сильный интерес к различного рода сложным технологиям. Поэтому и выбирал я между космосом, авиацией, ядерной энергетикой и, по-моему, общим машиностроением.

В результате я оказался на специальности «Ракетные комплексы и космонавтика» в Московском авиационном институте. Но, признаться, до конца ещё не понимал, что меня ждёт в процессе обучения и как вообще будет складываться мой профессиональный путь в сфере космических технологий. Только на втором курсе, когда количество специальных предметов стало увеличиваться, а вместе с этим появились знакомства с серьёзными преподавателями с огромным профессиональным и жизненным опытом в космической сфере, я понял, что выбор сделал правильный.

Во время обучения в магистратуре в институте № 12 МАИ вы разработали проект лунной транспортной платформы. Как родилась идея?

Идея о создании транспортной системы и космического аппарата, который будет стабильно обеспечивать Луну необходимыми для выполнения миссий ресурсами, появилась летом 2021 года, когда при подготовке к поступлению в магистратуру я решил определяться с темой моей дипломной работы.

Самой главной и интересной для меня темой является исследование Луны, которое открывает перспективы дальнейшего освоения объектов Солнечной системы. И она очень актуальна, ведь при активном исследовании естественного спутника и отработке ряда новых технологий в космосе потребуется стабильное транспортное снабжение, которое во многом определит темпы развития отрасли в данном направлении.

Что собой будет представлять платформа? Какие задачи будет выполнять?

Сама по себе платформа — это следующая ступень эволюции разгонных блоков. Основной её задачей остаётся транспортировка полезной нагрузки в заданную точку или область. Если уходить несколько глубже, то, помимо успешного, стабильного и относительно быстрого выполнения основной задачи, необходимо делать это максимально выгодно с экономической точки зрения.

Поэтому я решил рассмотреть вариант перехода от одноразовой транспортной системы в виде разгонного блока к многоразовой, которая сможет в течение 10 лет снабжать Луну необходимыми ресурсами для её более быстрого и успешного освоения.

Платформа будет представлять собой модифицированный разгонный блок ДМ, в который интегрируются усовершенствованные системы электроснабжения и обеспечения теплового режима, стыковочный агрегат с соответствующим набором бортовых систем, двигатели ориентации и система крепления и управления подвесными топливными баками. Также отдельно выносится вопрос обеспечения связи и управления лунной транспортной платформой. На данный момент есть большое количество идей, предстоит определить наиболее успешный вариант реализации.

Как будет эксплуатироваться платформа?

Функционирование платформы будет происходить исключительно в космическом пространстве Земля — Луна. Система сможет доставлять на орбиту Луны до 10 тонн полезной нагрузки и при наличии подвесных баков возвращать на орбиту Земли до 5 тонн. Для выполнения миссии необходимо будет вывести танкер с топливом для заправки основных баков аппарата, подвесных баков и самой полезной нагрузки. Под текущий и будущий парк ракет-носителей прорабатывается вариант оптимизации количества запусков для реализации одной миссии или целого эксплуатационного периода лунной транспортной платформы.

Почему за основу решили взять разгонный блок ДМ?

На одном из этапов выполнения работы я проводил анализ прототипов. В результате определил, что конструктивно-компоновочная схема разгонного блока ДМ проще всего масштабируется под задачи полётов на Луну. Также у него нет ограничений на выполнение пилотируемых миссий, которые есть у семейств других отечественных разгонных блоков в силу используемых в них топливных пар.

Как модернизировали его и что это в результате дало?

Первым же делом после определения прототипа по конструктивно-компоновочной схеме я посчитал необходимый запас топлива для выполнения перелёта на орбиту Луны с заданными условиями. В результате понял, что необходимо значительно увеличивать объёмы топливных баков, а соответственно, и размеры космического аппарата. Но так как бесконечно удлинять систему — это довольно сомнительное занятие, к тому же пространство под головными обтекателями наших ракет-носителей также не бесконечно, необходимо было решить задачу увеличения объёмов топливных баков иными способами. О том, что в космической технике применяются подвесные или же сбрасываемые топливные баки, я знал, поэтому решил найти ответ в данном варианте исполнения системы. Прорисовав несколько вариантов исполнения, я нашёл оптимальный, который удовлетворял необходимому объёму запасов топлива и проходил по устоявшимся ограничениям отечественной космической отрасли. Грубо говоря, вопрос энергетики полёта был решён, и далее необходимо было найти решение для выполнения условия эксплуатации системы в космосе на протяжении 10 лет.

Для этого в платформу были интегрированы активный стыковочный агрегат, солнечные батареи, узлы крепления подвесных топливных баков, двигатели ориентации и панели системы обеспечения теплового режима.

В результате первичной проработки и прорисовки получился облик лунной транспортной платформы, который в первом приближении способен доставлять с орбиты Земли на орбиту Луны различные полезные грузы.

Комплектующие будут разработаны с нуля?

Анализ прототипов для выбора оптимальной конструктивно-компоновочной схемы для лунной транспортной платформы я проводил с целью дополнительно поставленного условия для процесса разработки системы — нужно разработать такую систему, реализация которой в металле займёт относительно короткий промежуток времени.

В своём проекте я основываюсь на том, что создавать с нуля можно, но не нужно. Тем более в текущих условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов.

Разработать совершенно новый космический аппарат — это не только создать конструкторскую документацию на него, также необходимо наработать научно-техническую базу для реализации подобных проектов, а за этим стоит проведение большого количества научных исследований, испытаний и прочих мероприятий для отработки технологий. Необходимо наладить производство для выпуска подобных совершенно новых изделий, что влечёт за собой огромные финансовые и временные затраты. Нужно научить людей работать с подобными изделиями и создавать их. В итоге, интегрировав в систему все передовые и самые современные технологии, можно отодвинуть дату выхода готового изделия настолько далеко, что к этому моменту все технологии будут устаревшими, а само изделие — не нужно, так как нишу займёт другое, быть может более простое, но уже давно работающее.

Возможно, что-то в любом случае придётся разрабатывать и отрабатывать с нуля, но я стараюсь свести количество данных технологий и систем к минимуму, чтобы удовлетворять условию реализации системы «здесь и сейчас».

На какой стадии сейчас находится проект и как вы планируете развивать его? Как много времени может понадобиться, чтобы довести подобный проект до производства? Планируете ли предпринимать шаги (и какие?), чтобы довести платформу до стадии производства?

На данный момент проект находится на стадии первичной проработки и более детального изучения вопросов постоянных перелётов на Луну, возможностей реализации тех или иных идей на нашей текущей научно-технической базе. Помимо этого, так как я только недавно состоявшийся выпускник МАИ, я начинаю набираться практического опыта в разработке конструкторской документации на изделия космической техники.

Сегодня я инженер-конструктор в РКК «Энергия» им. С.П. Королёва. Можно сказать, я пришёл туда, где есть огромная научно-техническая база по пилотируемой космонавтике, а также по транспортным системам. Это то место, где и был придуман, а сегодня развивается и дорабатывается мой разгонный блок-прототип — ДМ.

Касательно времени реализации проекта, сказать трудно. Я платформу рассматриваю в рамках полноценного освоения Луны. На начальных этапах её возможности избыточны. В дальнейшем, когда уже будут ставиться задачи доставки больших грузов по типу блоков лунной базы, транспортных блоков с ресурсами и научным оборудованием, моя система раскроется в полной мере.

Само собой мне как автору проекта крайне интересно и важно постараться довести его до реализации в металле, но всё же это довольно сложная по объёму работ система, поэтому для её реализации придётся подключать целые организации.

Кому подобный аппарат может быть интересен? Роскосмосу? Иностранным космическим агентствам?

С точки зрения предоставления услуг по транспортировке данный космический аппарат может выполнять заказы любой страны, которой необходимо максимально быстро, надёжно и эффективно доставить свой груз на орбиту Луны.

Если отвечать на вопрос с точки зрения разработки проекта — какой флаг и логотип компании будут нанесены на борту системы, — то лично мне бы хотелось, чтобы данный проект был реализован в нашей стране. И если получится так, что лунная транспортная платформа сможет встать в один ряд с такими изделиями-первооткрывателями, как Р-7, ПС-1, «Восток-1», «Луноход-1» и другие, то я буду невероятно рад и доволен результатами своего труда.

Какие у вас планы? Планируете строить научную карьеру или двигаться по пути инженерному?

Мне повезло с отраслью: здесь инженерный и научный пути идут рука об руку. Сейчас я стараюсь как можно активнее и качественнее набираться практического опыта в разработке изделий космической техники, но следующий учебный год планирую начать в статусе не только инженера-конструктора, но и аспиранта первого курса, что поможет в дальнейшем открыть двери в круги высшего научного сообщества.