Космические самолеты с AI и ядерные буксиры: как изменятся авиаперевозки в ближайшие годы

В конце ноября SpaceX успешно запустила очередную ракету Starship – 121-метровую конструкцию, которая на сегодняшний день считается самой большой в истории. Она предназначена для экономичной доставки грузов весом до 150 тонн и людей на околоземные орбиты. При дальнейших доработках космическая система сможет перезапускать двигатели на орбите, стыковаться с кораблями-танкерами и дозаправляться. В перспективе ракету такого типа собираются использовать для пилотируемых полетов на Луну и Марс.

Но цели Маска не ограничиваются только Starship. Разработанная им аэрокосмическая компания SpaceX создала и запустила ракету-носитель легкого класса Falcon 1, среднего класса Falcon 9 и тяжелого класса Falcon Heavy (в будущем именно она должна будет доставлять корабли к Марсу), космический корабль Dragon для доставки грузов на МКС.

По словам руководителя проекта малых космических аппаратов Центра космических технологий МАИ Александра Бона, технологические успехи SpaceX связаны с мощной IT-системой, включающей как внутренние, так и внешние датчики. Во время полета она обеспечивает динамичное реагирование на любые отклонения от заданных параметров.

Если говорить про ракеты среднего класса, то Falcon 9 конкуренцию могут составить разрабатываемые в России ракеты-носители среднего класса «Союз 5» и «Амур СПГ».

В настоящее время Starship не только является самым крупным космическим носителем, но и не имеет функциональных аналогов. Однако, по словам эксперта, для России более перспективной видится разработка космического транспортно-энергетического модуля – так называемого «ядерного буксира». Для перелета на Луну отечественному буксиру нужно будет в три раза меньше топлива, чем Starship.

«Одна из перспективных функций Starship – колонизация других небесных тел. Но эти корабли вывозят по 20 тысяч тонн полезной нагрузки в год на орбиту. С помощью нашего ядерного буксира не нужно будет вывозить столько лишнего топлива, чтобы добраться до других планет. При этом мы сможем брать больше полезной нагрузки – настолько больше, что один буксир сможет заменить запуск более 150 Starship», – отмечает Александр Бон.

Если говорить про такие функции, как доставка грузов и людей, то будущее стоит за космическими самолетами: они будут обладать рядом преимуществ, по сравнению с ракетами. Космические самолеты смогут использовать уже существующую наземную инфраструктуру, летать в любую погоду и будут иметь высокую надежность за счет возможности планирования. Как и Starship, такие летательные аппараты смогут дозаправляться в воздухе, а весить будут на порядок меньше, чем ракеты Маска. Подобные разработки сейчас ведутся в том числе в МАИ.

«Ранее считалось невозможным создать такой аппарат, но благодаря современным достижениям в области материаловедения и других высокотехнологичных областей, это стало реальностью в перспективе ближайших 10-15 лет. Космический самолет представляет собой бесхвостую конструкцию длиной 70 метров, способную выводить на орбиту около 30 тонн полезной нагрузки. Помимо России похожие проекты разрабатываются в разных странах, включая Великобританию, Германию и Австралию», – говорит инженер.

Скорости будут настолько высокими, что человеческая реакция не сможет обеспечить эффективное управление. Поэтому безопасность полетов будет обеспечена за счет использования искусственного интеллекта (ИИ), который возьмет на себя полное управление самолетом. Тем не менее, хотя ИИ будет контролировать все этапы полета, от взлета до посадки, на борту все равно будет присутствовать пилот, способный принять решение в нештатных ситуациях.

Для развития такой системы у России есть большой задел из прошлого: значительные достижения в разработке «Бурана», который успешно выполнил взлет, полет и посадку без вмешательства человека, а также используемые сегодня в аэрокосмической отрасли автономные системы управления – благодаря запрограммированным алгоритмам в космических полетах уже сейчас автоматика выполняет около 99% задач.

Эксплуатация космических самолетов с ИИ позволит значительно сократить время перелетов и достичь новых скоростей. Это открывает перспективы для развития высокоскоростных пассажирских и грузовых перевозок, а также для освоения космоса. И у России есть перспективы стать лидером в этой области.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России