Беспилотник на солнечных батареях может серьезно потеснить спутники
Американская компания Titan Aerospace продемонстрировала прототип своего БПЛА на солнечных батареях, который, по заявлениям производителя, сможет находится в воздухе до 5 лет. Данный аппарат будет курсировать на высоте порядка 20 тысяч метров и вести фотосъемку поверхности или выполнять роль атмосферного спутника. Разработчики из Titan Aerospace готовы поднять в воздух первый свой летательный аппарат уже в 2014 году. Стоит отметить, что у их концепции может оказаться многообещающей будущее.
Традиционные космические спутники сегодня вполне неплохо справляются со своими обязанностями, однако у них существует ряд недостатков. К примеру, сами спутники стоят достаточно дорого, их вывод на орбиту также обходится в немалую сумму денег, к тому же их нельзя вернуть назад в том случае, если они уже введены в строй. Но американская компания «Titan Aerospace» выступает с альтернативой космическим спутникам, которая будет избавлена от всех этих проблем. Беспилотный высотный летательный аппарат под названием «Solara» предназначен для работы в роли «атмосферного спутника» – то есть для совершения автономных полетов в верхних слоях атмосферы Земли в течение достаточно длительного времени.
В настоящее время компания работает над двумя моделями беспилотника Solara. Первая из них Solara 50 обладает размахом крыльев в 50 метров, ее длина составляет – 15,5 метров, вес – 159 кг., полезная нагрузка – до 32 кг. Более массивный Solara 60 обладает размахом крыльев в 60 метров, он может брать на борт до 100 кг. полезной нагрузки. Хвост аппарата и верхние крылья покрыты 3 тысячами солнечных элементов, которые позволяют генерировать до 7 кВт*ч энергии в течение суток. На своей крейсерской высоте в 20 000 метров атмосферный спутник будет находиться выше уровня облаков, а значит он не будет подвержен влиянию погодных факторов. Собранная энергия будет запасаться в бортовых литий-ионных батареях, для того чтобы питать двигатель, автопилот, системы телеметрии и сенсоры в ночное время. Предполагается, что атмосферный спутник сможет работать полностью в автономном режиме, находясь в верхних слоях атмосферы Земли до 5 лет, а затем вернется на землю, так что его полезный груз можно будет вернуть, а сам аппарат – разобрать на запасные части.
Сообщается, что крейсерская скорость беспилотного аппарата будет составлять порядка 100 км/ч, а оперативный радиус – более 4,5 млн. километров. По мнению специалистов, беспилотник по большей части будет совершать полеты кругами над определенным участком земной поверхности. Такое применение включает в себя отслеживание объектов, наблюдение, картографирование в реальном масштабе времени, а также мониторинг погоды, сельскохозяйственных посевов, леса, мест происшествий, и вообще практически любых задач, с которыми может справиться обыкновенный низковысотный спутник.
Вдобавок ко всему специалисты Titan Aerospace говорят о том, что каждый беспилотник сможет обеспечивать сотовое покрытие сразу 17 тысяч квадратных километров земной поверхности, поддерживая связь более чем со 100 наземными башнями. В настоящее время американцы уже провели испытания уменьшенных моделей атмосферных спутников и надеются выпустить полноразмерные версии аппаратов Solara 50 и 60 позднее в 2013 году.
По предварительным оценкам экспертов, мультиспектральная съемка земной поверхности с использование аппаратов Solara обойдется всего в 5 долларов за квадратный километр: это сразу в 7 раз ниже расценок на спутниковые данные, обладающие сопоставимым качеством. Помимо этого, такие беспилотники смогут обеспечить услугами связи местность в радиусе 30 км., что вполне сопоставимо с современным мегаполисом наподобие Лондона или Москвы с большей частью их пригородов. В нормальных условиях на территории мегаполисов в подобной системе пока нет никакой необходимости, но в компании полагают, что их беспилотники могут пригодиться либо в случае возникновения экстренных ситуациях, либо в слаборазвитых государствах. В Titan Aerospace говорят о том, что их беспилотными аппаратами Solara уже заинтересовалась известная компьютерная корпорация Google, которая может использовать их в рамках собственного проекта Internet Africa.
Применение мобильных высотных аппаратов (аэростатов или самолетов) для ретрансляции радиосигналов было предложено уже достаточно давно, но практическое применение данной идеи было затруднено отсутствием подходящих источников питания. Аккумуляторы обладали слишком большим весом, а солнечным батареям не хватало КПД. Первые экспериментальные самолеты, оснащенные солнечными батареями, были спроектированы и построены НАСА в 1990-е годы, именно тогда данные летательные аппараты и получили неофициальное обозначение – «атмосферные спутники».
На сегодняшний день две вещи укрепляют Solara в роли атмосферного спутника. Первое – это высота его полета. Аппарат предназначен для полетов на высоте более 20 000 метров, что позволяет ему находиться практически выше всех возможных атмосферных явлений. Аппарат нависает над облаками и разнообразными погодными условиями, где окружающая среда и ветер, как правило, достаточно стабильны или, по крайней мере, очень предсказуемы. Находясь на такой высоте, в поле зрения беспилотника попадает сразу порядка 45 000 квадратных километров земной поверхности. Поэтому базовая станция сотовой связи, установленная на Solara, смогла бы заменить 100 таких станций на поверхности Земли.
Вторая очень важная вещь заключается в том, что аппарат работает от солнечной энергии. Все доступные поверхности на крыльях и хвосте беспилотника покрыты специальными солнечными панелями, а литий-ионные батареи смонтированы в крыльях. В течение дня Solara в состоянии сгенерировать внушительное количество энергии, которой вполне достаточно для того, чтобы оставить в батареях заряд, которого хватило бы на всю оставшуюся ночь. Так как беспилотный летательный аппарат на солнечных батареях не нуждается в дозаправке, он может находиться в воздухе до 5 лет. В это время он может либо кружить над одним местом, либо (если вы хотите, чтобы аппарат совершал дальние полеты) получить возможность пролететь расстояние порядка 4 500 000 километров с крейсерской скоростью чуть меньше 60 узлов (около 111 км/ч). При этом пятилетний срок полета аппарата обусловлен лишь жизненным циклом некоторых его компонентов, поэтому существуют все предпосылки к тому, чтобы данный беспилотник мог находиться в небе существенно дольше.
Немаловажное значение играет и возвращаемость аппарата. Если что-то пойдет не так, вы всегда сможете вернуть его назад, сохранив полезный груз и аппарат. Также Solara обещает стать гораздо дешевле классических спутников, хотя компания-изготовитель пока что не торопится раскрывать цены на свою новинку. Запуск подобных аппаратов в серийное производство открывает перед человечеством новые возможности вроде регионального Интернета или Google Maps с отображением карт в реальном времени. При этом появление беспилотника Solara не знаменует собой конца эры космических спутников, хотя и предоставляет нам выбор большего числа альтернатив.
Источники информации:
-http://gearmix.ru/archives/4918
-http://aenergy.ru/4126
-http://lenta.ru/news/2013/08/19/solar
-http://nauka21vek.ru/archives/52274
Информация