Презентация на тему: Проект КТС "Орбитрон"

Способ малозатратной доставки грузов в космос Проект «Орбитрон» Александр Майборода Компания AVANTA Consulting

Проблема космических грузоперевозок Цены доставки грузов в космос высоки. Вывод спутников на геостационарную орбиту (ГСО) доходит до 50 тыс. долл./кг. Развитие бизнеса в космосе требует снижения цен до 5-10% нынешних. Снижение цен необходимо для защиты планеты от космических угроз.

Проблема космических грузоперевозок Цены доставки грузов в космос высоки. Вывод спутников на геостационарную орбиту (ГСО) доходит до 50 тыс. долл./кг. Развитие бизнеса в космосе требует снижения цен до 5-10% нынешних. Снижение цен необходимо для защиты планеты от космических угроз.

Перспективы рынка Рынок пусковых услуг постепенно растет. В 2013 года его объем достиг 5,4 млрд. долл.* В случае снижения удельной себестоимости более чем в 10 раз, ежегодная прибыль пусковых компаний составит 5 млрд. долл. *) Использованы данные компании Satellite Industry Association (SIA) о доходах мировой телекоммуникационной индустрии, космической индустрии и спутниковой отрасли в период с 2001 по 2013 год

Попытки решить проблему – это стремление создать многоразовые космические транспортные средства (КТС), чтобы сократить цены через уменьшение в них доли амортизации КТС. Попытки решить проблему – это стремление создать многоразовые космические транспортные средства (КТС), чтобы сократить цены через уменьшение в них доли амортизации КТС. К сожалению, работы в этом направлении затянулись: полеты в космос продолжаются на одноразовых ракетах.

Решение проблемы Проект «Орбитрон» решает проблему создания многоразовых КТС. Прототипом является проект, запатентованный в США, но не реализованный из-за чрезмерно большой массы КТС – 40 000 тонн. Нам удалось найти решение, которое сокращает массу американского прототипа.

Решение проблемы Проект «Орбитрон» решает проблему создания многоразовых КТС. Прототипом является проект, запатентованный в США, но не реализованный из-за чрезмерно большой массы КТС – 40 000 тонн. Нам удалось найти решение, которое сокращает массу американского прототипа.

Решение проблемы Проект «Орбитрон» решает проблему создания многоразовых КТС. Прототипом является проект, запатентованный в США, но не реализованный из-за чрезмерно большой массы КТС – 40 000 тонн. Нам удалось найти решение, которое сокращает массу американского прототипа.

Орбитальный коллектор вещества Разработанное КТС состоит из двух частей: первая часть – наземно-суборбитальная на основе суборбитальных ракет; вторая часть – орбитальная, представляющая собой спутник-коллектор грузов.

ОКВП «Орбитрон» От американского прототипа наше КТС отличается тем, что порция груза забрасывается в коллектор поэтапно, частями, а не единовременно целиком как в прототипе. Для этого в качестве груза используется лента из майларовой пленки толщиной 2 мкм и длиной до 8000 метров. В результате сокращается ударное воздействие на коллектор, и его масса может быть уменьшена с 40 000 тонн до 1-4 тонн.

ОКВП «Орбитрон» Базовая модель «Планета-Орбита» для Земли и Луны Дополнительная модель «Орбита-Орбита»

ОКВП «Орбитрон» Базовая модель «Планета-Орбита» для Земли и Луны Дополнительная модель «Орбита-Орбита»

Система «Земля-Орбита» Базовый вариант по схеме «Земля-Орбита»: dV=8000 м/с. Стартовая масса суборбитальной ракеты – 1000 кг. Масса орбитального коллектора – 3600 кг. Электрическая мощность ДУ коллектора – 0,5 МВт. Годовой грузопоток – 29 000 кг. Удельная себестоимость – 600 долл./кг. Стоимость пусковой установки и многоразовой ракеты – 2 млн. долл./шт. Стоимость орбитального коллектора – 36 млн. долл. Стоимость комплекса (1 коллектор и 2 пусковых установки) – 40 млн. долл.

Система «Земля-Орбита» Базовый вариант по схеме «Земля-Орбита»: dV=8000 м/с. Стартовая масса суборбитальной ракеты – 1000 кг. Масса орбитального коллектора – 3600 кг. Электрическая мощность ДУ коллектора – 0,5 МВт. Годовой грузопоток – 29 000 кг. Удельная себестоимость – 600 долл./кг. Стоимость пусковой установки и многоразовой ракеты – 2 млн. долл./шт. Стоимость орбитального коллектора – 36 млн. долл. Стоимость комплекса (1 коллектор и 2 пусковых установки) – 40 млн. долл.

Система «Орбита-Орбита» Дополнительный вариант по схеме «Орбита-Орбита»: dV=2000 м/с. Масса орбитального коллектора – 1000 кг. Электрическая мощность энерго-двигательной системы – 0,01 МВт (!). Годовой грузопоток – 11000 кг. Удельная себестоимость – 180 долл./кг плюс цена доставки на НОО. Стоимость орбитального коллектора – 10 млн. долл. Экономический эффект – увеличение до 3 раз массы грузов, выводимых на ГСО.

Система «Луна-Орбита» Базовый вариант по схеме «Луна-Орбита»: dV=1680 м/с. Масса механической катапульты – 200 кг. Масса орбитального коллектора – 1800 кг. Электрическая мощность ДУ коллектора – 0,03 МВт. Расход магния и кальция в ЭРД – 1000 кг/год Грузопоток – 29 000 кг/год (3000 захватов по 10 кг порция). Удельная себестоимость – 900 долл./кг. Стоимость катапульты – 20 млн. долл./шт. Стоимость орбитального коллектора – 90 млн. долл. Стоимость комплекса (1 коллектор и 2 катапульты) – 130 млн. долл.

Ресурс суборбитальной подсистемы и орбитального коллектора Суборбитальные ракеты, в отличие от ракет космического назначения, сохраняются после первого пуска, и могут использоваться многократно 200-1000 раз. В нашем проекте используется решение, которое обеспечит использование суборбитальных ракет от 1000 до 6000 раз. Двигатели орбитального коллектора типа NEXT или VASIMR, также имеют большой рабочий ресурс – около 50 тыс. часов (5,5 лет).

Виды грузов Коллектор может получать грузы только сырьевого типа, которые не разрушаются ударным разгоном. Вместе с тем, большая часть грузов, которые доставляют в космос, приходится не на космические аппараты (КА), а на ракетное топливо, которое нужно для их выведения на конечные орбиты. До 80% массы КА на промежуточной опорной орбите приходится на топливо, поэтому для нашего КТС найдется много грузов. К транспортировке топлива прибавляется доставка алюминия, титана, углерода, кремния и других веществ, которые необходимы для производства в космосе различных комплектующих и агрегатов КА.

Возможности технологии проекта «Орбитрон» Внедрение технологии позволит нашим клиентам создать: сеть космических заправочных станций, для дозаправки межорбитальных бустеров и буксиров; сеть орбитальных платформ с 3D-принтерами для изготовления деталей и агрегатов космических аппаратов.

Патенты Method and system for delivering cargoes into space. US 20110272528 A1. Status: Grant of patent is intended Method for delivering cargoes into space and a system for implementation of same. EP2390188 Status: Grant of patent is intended (Great Britain, Germany, France). Способ доставки грузов в космос и система его осуществления. Патент России RU2398717 Способ доставки грузов в космос и система его осуществления. Патент ЕАПО 017577 Спосіб доставки вантажів в космос і система його здійснення. Патент Украины 99230 Способ энергообеспечения космических аппаратов-накопителей. Патент России RU2451631 Energy supply method for spacecrafts-accumulators. Патентная заявка US 2013/0233974 A1 Method and system for feeding jet engines. Патентная заявка US 2014/0326832 A1

Маркетинг и продажи Ожидаемые доходы покупателей лицензий и франшиз при торговле следующими товарами (долл./год): ракетное топливо 300 тонн – 0,9 млрд.; конструкционные материалы 100 тонн – 0,3 млрд.; полупроводники 400 тонн – 1,2 млрд. Доходы инвесторов: продажа лицензий в США, Евросоюзе, России; торговля франшизами в странах «космического клуба»; роялти; учредительская прибыль при создании АО после завершения этапа посевных инвестиций.

Сегменты рынка Рынок пусковых услуг – 5 млрд. долл./год Рынок производства космических аппаратов – 16 млрд. долл./год Рынок фотоэлектрических преобразователей – 100 млрд. долл./год, в т.ч. тонкопленочных солнечных батарей – 25 млрд. долл./год. Рынок поставок материалов для сооружения спутниковой солнечной электростанции в рамках японской программы – 20 млрд. долл. Рынок поставок материалов для развертывания и обеспечения лунной базы в рамках российской программы (с учетом действия патентов до 2030 года): развертывание – 30 млрд. долл.; снабжение базы – 4-15 млрд. долл./год.

Сегменты рынка Рынок пусковых услуг – 5 млрд. долл./год Рынок производства космических аппаратов – 16 млрд. долл./год Рынок фотоэлектрических преобразователей – 100 млрд. долл./год, в т.ч. тонкопленочных солнечных батарей – 25 млрд. долл./год. Рынок поставок материалов для сооружения спутниковой солнечной электростанции в рамках японской программы – 20 млрд. долл. Рынок поставок материалов для развертывания и обеспечения лунной базы в рамках российской программы (с учетом действия патентов до 2030 года): развертывание – 30 млрд. долл.; снабжение базы – 4-15 млрд. долл./год.

Сегменты рынка Рынок пусковых услуг – 5 млрд. долл./год Рынок производства космических аппаратов – 16 млрд. долл./год Рынок фотоэлектрических преобразователей – 100 млрд. долл./год, в т.ч. тонкопленочных солнечных батарей – 25 млрд. долл./год. Рынок поставок материалов для сооружения спутниковой солнечной электростанции в рамках японской программы – 20 млрд. долл. Рынок поставок материалов для развертывания и обеспечения лунной базы в рамках российской программы (с учетом действия патентов до 2030 года): развертывание – 30 млрд. долл.; снабжение базы – 4-15 млрд. долл./год.

Конкуренты Компания Shackleton Energy Company (США), разрабатывающая технологии добычи воды на Луне, для производства кислорода с водородом и продажи через орбитальные АЗС. Старт-ап PHARO (США), разрабатывающий систему PROFAC с лазерным подводом энергии, предназначенную для сбора кислорода из атмосферы в целях получения топлива для космических АЗС.

Потенциальные партнёры Planetary Resources Deep Space Industries SpaceX Bigelow Aerospace Boeing Company EADS Astrium ЦНИИмаш (орбитальный КА-накопитель воздуха и бескаркасные СБ) ИКИ РАН (математические модели КТС) ОИВТ РАН (математические модели ударных процессов) ИФП СО РАН и РКК «Энергия» (технологический модуль ОКА-Т) МГТУ им. Н.Э.Баумана (тросовый электродвигатель ЭДТС) ГКНПЦ имени Хруничева (суборбитальный демонстратор МРКС-1) КБХА (термо-химический имитатор ЯРД) ГНЦ ФГУП "Центр Келдыша" (теплообменная водородная ДУ СТРД) Компания «Лин Индастриал» (суборбитальные мини-РН)

Идеолог проекта: Александр Майборода Идеолог проекта: Александр Майборода Менеджер проекта: Владимир Мигель Главные специалисты: Д.К. Драгун, В.М. Мельников, О.П. Пчеляков, В.И. Флоров Основные участники и их компетенции: в команде 9 специалистов с необходимыми знаниями, квалификацией и опытом. Среди них сотрудники ЦНИИМАШ, ФГУП «ОКБ Вымпел», МГТУ им.Н.Э.Баумана, ИКИ РАН, ИФП СО РАН, компании «Спутникс».

Инвестиции первого этапа R&D Этапы рабочего процесса: эскизное проектирование; компьютерное моделирование процессов; изготовление демонстрационной модели коллектора; стендовые испытания, доработка; изготовление коллектора в версии микроспутника для орбитальных испытаний (dV=1400-2000 м/с), доработка. Требуемые ресурсы: денежные средства в сумме 30 млн. руб. (1-й этап длительностью 2 года) Поддержания действия зарубежных патентов (ЕС и США) и завершения процесса получения новых патентов в США: 11 тыс. долл. в 2015 году; 5 тыс. долл. в 2016 году.

Резюме и контакты Разработанная система обеспечивает радикальное снижение затрат на доставку грузов в космос. Экономия издержек создает возможности получения дополнительной прибыли в сфере доставки грузов сырьевого типа на орбитальные КА. Для вывода проекта из начальной стадии необходимы партнеры. Компания AVANTA Consulting готова к переговорам о сотрудничестве по вопросу коммерциализации разработки «Орбитрон». Адресные данные компании: Россия, г. Ростов-на-Дону, пр. Большая Садовая, 150, офис 909. Тел.: +7 (863) 221 73 71; +7 (863) 263 32 94 Mail: [email protected] Сайт: www.mayboroda.com Спасибо за внимание! Вопросы?

Приложение: The Bullet Catcher Аналоги орбитального коллектора – пулеулавливатели (не деформирующие пули): dV до 1100 м/с, ресурс тормозной среды из кевлара 10 тыс. выстрелов. Пулеулавливатели жесткого торможения, заполненные водой/песком, имеют практически не ограниченный ресурс и величину dV.

Приложение: The Bullet Catcher Аналоги орбитального коллектора – пулеулавливатели (не деформирующие пули): dV до 1100 м/с, ресурс тормозной среды из кевлара 10 тыс. выстрелов. Пулеулавливатели жесткого торможения, заполненные водой/песком, имеют практически не ограниченный ресурс и величину dV.

Приложение: Проект AMAZE – печать космических аппаратов на 3D-принтере Европейское космическое агентство (ЕКА) объявило о планах по развитию применения 3D-печати для создания полноразмерных металлических частей и компонентов для самолетов, космических аппаратов и термоядерных реакторов. ЕКА инвестировала около 20 миллионов евро в исследования по созданию «Методов трехмерной печати AMAZE». AMAZE – «аддитивное производство, ведущее к минимизации отходов и максимально эффективное создание высокотехнологичных металлических продуктов».

Приложение: средства высокоточного позиционирования и синхронизации Головной блок суборбитальной противоспутниковой ракеты с высокой точностью позиционирования на заданной высоте – основа системы управления полетов суборбитальных РН для снабжения сырьём орбитального коллектора.

Приложение: средства высокоточного позиционирования и синхронизации ASAT – прототип системы суборбитальной доставки грузов в орбитальный коллектор.

Приложение: Бронированный спутник ДС-П1-М «Тюльпан» Корпус спутника оснащался стальным защитным покрытием. Спутник выдерживал три выстрела КА-перехватчика картечью, движущейся со скоростью 1,2-2,1 км/с относительно него. В настоящее время в США разрабатывают маневренные спутники, оборудованные броней, защищающей их от физических воздействий.

Приложение: Взрывные камеры Передвижной комплекс локализации взрывного устройства.

Приложение: Взрывные камеры Промышленная взрывная камера КВГ-8 ОАО Норильской горной компании. Максимальный заряд – 8 кг (в тротиловом эквиваленте); масса – 46 т.; - габариты – 16,4 2,2 2,45 м.

Приложение: Взрывные камеры Взрывная камера ИТЭС ОИВТ РАН для зарядов ВВ массой до 1 тонны. Масса камеры около 500 тонн.

Приложение: Использование гравитационной энергии системы Земля-Луна