Pembe nzuri ya kutazama
Urefu wa stratospheric wa utaratibu wa kilomita 18-30 ni duni kwa wanadamu. Katika aina hii ya ndege "karibu na nafasi" huchukuliwa mara chache, na hakuna spacecraft huko. Lakini safu kama hiyo kwenye safu ya hewa ya Dunia ni rahisi sana kwa uchunguzi wa siri. Kwanza, ndege katika mwinuko huo zinaweza kukagua eneo linalofanana na maeneo ya Afghanistan au Syria, na wakati huo huo doria katika eneo moja kwa muda mrefu. Wakati huo huo, setilaiti inayozunguka inaruka eneo hilo haraka, mara nyingi haina wakati wa kukamata vitu muhimu na michakato. Pili, mifumo ya ulinzi wa anga inayotegemea ardhi bado haijatengenezwa kutafuta na kuharibu ndege kama hizo za ukubwa mdogo na wa urefu wa juu. Kulingana na mahesabu, eneo linalofaa la kutawanya linaweza kufikia 0.01 m2… Kwa kweli, na kuonekana kubwa kwa satelaiti za uwongo angani, ulinzi wa hewa utapata suluhisho la kutekwa, lakini gharama ya uharibifu inaweza kuwa kubwa. Mbali na upelelezi, drones za urefu wa juu zinaweza kutoa mawasiliano na urambazaji.
Drones nyingi zilizotengenezwa hadi sasa, iliyoundwa kwa urefu kama huo, zimejengwa kwa msingi wa seli za jua na betri. Katika mwinuko wa makumi ya kilomita, nishati ya jua "inafyonzwa" kwa ufanisi zaidi, ambayo inaruhusu mashine yenye mabawa sio tu kuwezesha motors za umeme, bali pia kuhifadhi nishati kwenye betri. Usiku, drones hutumia kile wanachohifadhi wakati wa mchana; alfajiri, mzunguko unarudia. Inageuka kama aina ya mashine ya mwendo wa kila wakati ambayo inaruhusu mashine kuruka kutoka siku kadhaa hadi miaka kadhaa kwa mwinuko hadi kilomita 30. Kwa mfano, ikiwa satellite-bandia kama hiyo inachukua nafasi ya Hawk maarufu ya Ulimwenguni, basi mwendeshaji peke yake ataokoa karibu tani 2000 za mafuta kwa mwaka. Hii haizingatii gharama ya chini na muda mrefu zaidi wa kufanya kazi. Walakini, habari hii yote ni ya kinadharia: hadi sasa, rekodi ya muda wa kukimbia kwa vifaa kama hivyo ni siku 26. Hii ilifanikiwa mnamo 2018 na Airbus Zephyr ya satelaiti ya uwongo ya Uropa.
Ikilinganishwa na satelaiti za kitabia, drones za urefu wa juu asili ni rahisi sana na ziko karibu na Dunia, ambayo inahakikisha upigaji risasi wa hali ya juu na uchunguzi. Airbus Zephyr iliyotajwa hapo juu ni ya bei rahisi mara 10 kuliko Hawk ya Ulimwenguni na mara 100 bei rahisi kuliko satelaiti za World View. Katika kesi hii, satelaiti za uwongo ziko chini ya ulimwengu, ambayo huongeza usahihi wa urambazaji na uamuzi wa eneo la vyanzo vya chafu za redio. Tofauti na setilaiti, ndege ina uwezo wa kuruka juu ya kitu cha uchunguzi kwa muda mrefu, kama tai, ikifuatilia mabadiliko yote yanayofanyika hapa chini.
Je! Ni nini dhana ya satelaiti ya uwongo kwa ndege ya stratospheric? Ni safu ya hewa yenye muundo nyepesi na sifa nzuri za aerodynamic, iliyo na paneli bora za jua, mkusanyiko na seli za mafuta. Kwa kuongezea, motors za umeme zenye ufanisi sana, vifaa vya kudhibiti uzani mdogo na utumiaji mdogo wa nishati, inayoweza kushughulikia mara moja na kwa uhuru hali za dharura katika kukimbia, inahitajika. Magari kama hayo ya urefu wa juu hutofautishwa na uwezo wao mdogo wa kubeba (hadi kilo 100-200) na polepole sana - hadi makumi ya kilomita kwa saa. Ya kwanza ilionekana miaka ya 1980 huko Merika.
Kuruka paneli za jua
Satelaiti za uwongo za majaribio za mpango wa HALSOL zilikuwa za kwanza kati ya vifaa vile huko Merika. Hakuna kitu cha busara kilichokuja kwao kwa sababu ya bakia ya msingi katika teknolojia: hakukuwa na betri zenye uwezo au seli nzuri za jua. Mradi huo ulifungwa, lakini kuonekana kwa prototypes hakukupunguzwa, na mpango huo ulipitishwa kwa NASA. Wataalam wake waliwasilisha Pathfinder yao mnamo 1994, ambayo ikawa, kwa kweli, kiwango cha dhahabu kwa satelaiti za uwongo za baadaye. Kifaa hicho kilikuwa na mabawa ya mita 29.5, uzito wa kuchukua wa kilo 252 na urefu wa kilomita 22.5. Kwa kipindi cha miaka kadhaa, mradi huo umeboreshwa mara kwa mara; wa mwisho katika safu hiyo alikuwa Helios HP, ambaye mabawa yake yalinyooshwa hadi mita 75, uzani wa kuchukua ulinaswa hadi tani 2.3. Kifaa hiki katika moja ya vizazi kiliweza kupanda hadi mita 29,524 - rekodi ya ndege inayoruka usawa bila injini za ndege. Kwa sababu ya seli zisizo kamili za mafuta ya haidrojeni, Helios HP ilianguka angani wakati wa safari ya pili. Hawakurudi kwa wazo la urejesho wake.
Mfano wa pili unaojulikana wa satelaiti ya uwongo yenye kusudi mbili inaweza kuitwa familia ya Zephyr kutoka kwa QinetiQ ya Uingereza, ambayo ilionekana kwenye upeo wa bandia mnamo 2003. Baada ya upimaji wa kina wa upimaji na muundo, mradi huo ulinunuliwa na Airbus Defense and Space mnamo 2013 na kuendelezwa kuwa mifano kuu mbili. Ya kwanza ina mabawa ya mita 25 na inajumuisha: glider iliyotengenezwa na nyuzi za kaboni zenye taa nyingi, paneli za jua zilizotengenezwa na silicon ya amofasi kutoka United Solar Ovonic, betri za lithiamu-sulfuri (3 kWh) kutoka kwa Sion Power, autopilot na chaja kutoka QinetiQ. Paneli za jua hutoa hadi 1.5 kW ya umeme, ambayo ni ya kutosha kwa ndege ya saa-saa kwa urefu wa kilomita 18. Sateliti ya pili, kubwa ya uwongo ilikuwa Zephyr T iliyo na booms mbili za mkia na mabawa yaliyoongezeka (kutoka 25 m hadi 33 m). Ubunifu huu unaruhusu kuinua mshahara mara nne (wenye uzito wa kilo 20, wa kutosha kuchukua kituo cha rada kwa urefu wa 19,500 m).
Zephyr tayari amepewa kandarasi na majeshi ya Great Britain na Merika kwa idadi moja. Walikuwa bado hawajapata wakati wa kujizoeza kikamilifu vikosi, wakati mnamo Machi 2019 mmoja wao alianguka karibu na kiwanda cha kusanyiko huko Farnborough, Hampshire. Katika ajali hii, shida kuu ya ndege kama hizo ilifunuliwa kwa utukufu kamili - unyeti wake mkubwa kwa hali ya hali ya hewa wakati wa kuruka na kutua. Katika urefu wa kazi wa kilomita nyingi, satelaiti za uwongo haziogopi mvua na upepo, lakini chini wanahisi wasiwasi.
DARPA pia haikukaa mbali na mada kama hiyo ya kuahidi na mwishoni mwa miaka ya 2000 ilianzisha programu ya VULTURE (Urefu sana, Urefu, Uvumilivu, Sehemu ya Theatre - mfumo wa uchunguzi wa hali ya juu na kuzunguka kwa muda mrefu juu ya ukumbi wa michezo). Mzaliwa wa kwanza alikuwa satelaiti ya uwongo ya Tai ya jua, iliyoundwa na Boeing Phantom Works kwa kushirikiana na QinetiQ na Venza Power Systems. Jitu hili lina mabawa ya mita 120, betri za lithiamu-sulfuri, motors nane zinazotumiwa na paneli za jua na seli za hidrojeni. Hivi sasa, Wamarekani wameainisha mradi huo na, uwezekano mkubwa, tayari wanajaribu Tai wa jua kwa njia ya prototypes kabla ya uzalishaji.
Aina ya kisasa zaidi ya unclassified ni satelaiti ya bandia iliyotengenezwa kwa pamoja na BAE na Prismatic Ltd - PHASA-35 (Persistent High Altitude Solar Ndege, ndege ya jua ya urefu wa juu). Mnamo Februari 2020, ilizinduliwa hewani kwa mara ya kwanza katika Kituo cha Kikosi cha Hewa huko Australia Kusini. Jopo la jua linaloruka na mabawa lina uwezo wa kupanda kilomita 21 na kubeba mzigo wa uzani wa hadi kilo 15. Kwa viwango vya drones za urefu wa juu, PHASA-35 ina mabawa madogo ya mita 35 na inakusudiwa, kama watengenezaji wenyewe wanavyoandika, kwa ufuatiliaji, mawasiliano na usalama. Walakini, njia ya kwanza na kuu ya satelaiti ya uwongo itakuwa kazi ya kupigana. Katika suala hili, kufuatia matokeo ya ndege ya kwanza, Ian Muldoney, Mkurugenzi wa Ufundi wa Mifumo ya BAE, alitoa maoni:
Hii ni matokeo bora ya mapema na inaonyesha kasi inayoweza kupatikana tunapounganisha uwezo bora wa Uingereza. Kuhama kutoka kwa muundo hadi kukimbia chini ya miaka miwili (miezi 20) kunaonyesha kuwa tunaweza kuibuka kwa changamoto serikali ya Uingereza imeweka mbele ya tasnia hiyo kujenga mfumo wa siku za usoni wa kupambana na anga katika muongo mmoja ujao.
Mwisho wa mwaka huu, ilipangwa kukamilisha vipimo na, baada ya miezi 12, kuhamishia magari ya kwanza ya uzalishaji kwa mteja. Lakini janga hilo, kwa kweli, litafanya marekebisho yake ndani ya muda uliowekwa.
Sasa kuna ukuaji thabiti katika masilahi ya rubani za juu, na upanuzi wa eneo la maendeleo ni uthibitisho wa hii. Mbali na mafanikio ya China, India, Taiwan na Korea Kusini, ofisi za muundo wa Urusi zinahusika katika muundo wa satelaiti za uwongo. Drone ya kwanza ya majaribio ya urefu wa juu ya ndani ilitengenezwa huko S. A. Lavochkin na kuitwa LA-251 "Aist". Iliwasilishwa kwa mara ya kwanza kwenye mkutano wa Jeshi-2016. Drone imetengenezwa kulingana na muundo wa kawaida wa aerodynamic na ni monoplane ya kubeba bure na mabawa ya mita 16 na uzito wa kilo 145. Monoplane ina booms mbili za mkia, injini nne za kW 3, na imewekwa na betri ya 240 Ah. Urefu wa ndege hadi mita elfu 12, muda hadi masaa 72. "Kiuno" kikubwa kinatengenezwa na mabawa ya mita 23 na mzigo wa kilo 25. Sateliti ya uwongo tayari imeongezeka kilomita 18 na inaweza kukaa hewani kwa siku kadhaa. Kwa sababu ya kuangaza muundo, ndege iliachwa na boriti moja na idadi ya motors ilipunguzwa kutoka nne hadi mbili. Uendelezaji zaidi wa mada ya ndani ya pseudosatellites unazuiliwa na ukosefu wa teknolojia za utengenezaji wa betri za lithiamu-sulfuri na pato maalum la nishati ya 400-600 Wh / kg. Kwa kuongeza, tunahitaji paneli za jua na mvuto maalum wa 0.32 kg / m2 na ufanisi wa angalau 20%. Kwa njia nyingi, inategemea hii ikiwa Urusi itaweza kupunguza pengo lililopo na viongozi wa ulimwengu. Pamoja na eneo kubwa kama hilo, nchi yetu haiwezi kufanya bila satelaiti za uwongo katika siku zijazo.
