Назад

Двигатели сверхмалых космических аппаратов

Прототип или MVP
AeroNet
AeroNext
EnergyNet
SpaceNet
TechNet
нет продаж
B2B2C
Возобновляемые материалы и переработка отходов
Зеленая энергетика
Силовые установки (двигатели разного вида)
Технологии создания новых и портативных источников энергии
PreSeed
Цифровой профиль команды

Описание проекта

Предлагается создание двигателей с внешними источниками энергии для одноимпульсных межорбитальных маневров сверхмалых космических аппаратов фемто-класса и семейства смежных технических решений. Планируется освоение возможности экономически эффективного использования в двигателях космического мусора и отходов технологических процессов. Разработано и изготовлено экспериментальное оборудование. Выбраны материалы с высокой скоростью газификации для активных мишеней двигателей. Подтверждена работоспособность выбранных технических решений в условиях, идентичных условиям открытого космоса.  Осуществляется серия наземных испытаний на реальных режимах и планируется серия летных испытаний в 2021 г.

Освоение проектирования и производства нижней части линейки сверхмалых космических аппаратов (КА) [1] единичной массой от 100 г и менее – пико- и фемто-классов, в т.ч. бескорпусных КА «на плате» (типа ChipSat), при стоимости изготовления КА и его запуска, пропорциональной его массе, открывает возможности значительно более экономически эффективного решения большинства задач исследования, освоения и использования космоса, чем использование традиционных средств, и перспективы решения новых задач.

Крайне низкая стоимость подобных сверхмалых КА (от нескольких тысяч рублей за единичный КА и от нескольких десятков тысяч рублей за запуск, или от десятков до сотен долларов США) открывает возможность участия в космической деятельности новых участников с ограниченным бюджетом – юридических и физических лиц.

Основной проблемой, ограничивающей область применения таких КА, является отсутствие двигательных установок, позволяющих им осуществлять самостоятельные маневры. 


ООО "Д-Старт" решается задача создания достаточно простых и эффективных двигателей для КА фемто-класса с внешними источниками энергии, обеспечивающих в перспективе возможность использования космического мусора в качестве источника энергии, а также иных внешних источников энергии.


Предлагается семейство технических решений на базе технологии и конструктивных элементов ракетных двигателей с внешними источниками энергии для одноимпульсных маневров КА.

В качестве базового технического решения рассматриваются двигатели с использованием космического мусора в качестве источника энергии. Концепция впервые представлена автором в ИКИ РАН в 2019 г. 

Теория рабочего процесса при встречном столкновении с кинетическим ударником изложена автором в докладе в ИКИ РАН 2019 г. [2] и заявке на изобретение «Способ действия кинетического реактивного двигателя».

Во 2  половине 2021 г. планируется проведение серии экспериментов «Импакт» («Импакт-ГПМ») в соответствии с программой и методикой и ТЗ ООО «Д-Старт» на базе АО «ЦНИИмаш» с использованием метательной установки ГПМ, с метанием ударников из алюминиевых сплавов, имитирующих мелкие фрагменты космического мусора, в мишень из материала типа «Транелит», со скоростью до 4…7 км/с.

Для отработки развертывания компактных элементов конструкции двигателя (отражателя, подвески) в экспериментах «Фейерверк», «Оригами», и действующей модели кинетического двигателя без использования мишени из высокоэнергетических материалов - сублимационного двигателя малой тяги «Импульс» для фемтоспутника ChipSat (с возможностью последующего деорбитинга) на массо-габаритном макете фемтоспутника в эксперименте «Импульс-0» – ведется согласование проведения данных экспериментов летом 2021 г. на МКС в ходе внекорабельной деятельности экипажа.

При удовлетворительных результатах летных экспериментов, в конце 2021 г. планируются летные испытания двигателя «Импульс» на собственном фемтоспутнике ООО «Д-Старт» AmbaSat-1 производства AmbaSat Ltd для изменения параметров его орбиты относительно группы аналогичных фемтоспутников при их контейнерном запуске.

Для массового применения предлагается техническое решение для КА фемто-класса, интегрированного с отражателем двигателя с внешним источником энергии, допускающее  возможность использования существующих пусковых устройств стандарта CubeSat
– проект «Блок». Согласовано использование пусковых устройств ООО "КосмоЛаб" или аналогов.


Основные направления коммерциализации:
B2B: Частные
(коммерческие) и государственные разработчики, покупатели и пользователи
сверхмалых КА, научные и образовательные организации.
B2C: Частные разработчики, покупатели и пользователи сверхмалых КА – физические лица.
Продажа
комплектных двигателей для сверхмалых КА, их узлов и комплектующих для
самостоятельной сборки (в т.ч. разработка и изготовление по ТЗ
заказчика).
Услуги по проектированию и организации маневров сверхмалых КА с использованием предлагаемых двигателей.
Продажа
лицензий на использование технологии и специальных материалов для
самостоятельной разработки и производства двигателей заказчиками.

Общая емкость мирового рынка (TAM) - более $ 5 млрд. CAGR - 5% (по оценке экспресс-экспертизы РВК от 19.07.2019).


1. Hein A., Burkhardt Z., Eubanks T.M. AttoSats: ChipSats, other Gram-Scale Spacecraft, and Beyond. 2019. URL: https://arxiv.org/abs/1910.12559.

2. Новосельцев Д.А. О возможности рациональной утилизации фрагментов околоземного космического мусора. Всероссийская научная конференция «Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угрозы»: Сборник трудов. / Серия «Механика, управление и информатика». М.: ИКИ РАН, 2019. C. 217-229.

Потребности:
11 млн. руб. на 2021-2022 г.г. на завершение создания MVP, организацию опытной эксплуатации и опытные поставки.
Преимущественно привлекаются в форме грантов, но требуется частное софинансирование более 50%.
Общая стоимость проекта 41 млн. руб.


При финансовой поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям), грант по программе «Старт-1», Договор (Соглашение) № 3626ГС1/60541 от 24.07.2020 г. 


Презентации

Пульс

реализовано
1 декабря 2021

Новость

Информация о проекте на 12 канале (Омское телевидение). К сожалению, в интервью все упоминания про компанию "Д-Старт" убрали, оставили только аффеляцию с ОмГТУ. Но это, как выяснилось, корпоративная политика канала - не упоминать частные компании, если это не связано со скандалами. Но содержание передано достаточно корректно. 30 ноября 2021 г. с НИЧ ОмГТУ предварительно согласованы планы открытия совместной НИОКР "Д-Старт" и ОмГТУ в начале 2022 г. по одной из локальных версий двигателей, так что изложение приемлемо.

https://12-kanal.ru/news/117298/.
реализовано
29 ноября 2021

Новость

Некоторые предварительные результаты стендовых экспериментов 29.11.2021 г. с прототипом "Импульс-А", имитирующим работу прототипа кинетического двигателя. Сняты экспериментальные точки для прототипа с характерным размером отражателя 10 см (суб-кубсат). Макет фемтоспутника массой 8,6 г закреплен на отражателе общей массой 360 г. Использованы пиротехнические имитаторы мишеней с массой заряда около 0,2 г, что соответствовало энергии взрыва около 600 Дж (или скорости эквивалентного кинетического ударника массой 1 г около 1095 м/с для моделируемого кинетического двигателя). Относительный вылет мишени (отношение расстояния от рабочей поверхности отражателя до эпицентра взрыва к характерному размеру отражателя) составлял от 0,15 до 1,2 (что соответствовало различным возможным случаям смещения эпицентра от начального положения мишени при столкновении ударника с мишенью кинетического двигателя). Предварительные результаты: - протестирована методика определения основных параметров по углу отклонения маятниковой подвески стендового отражателя по данным видеорегистрации; - для массо-габаритного макета массой 8,6 г во всех экспериментах достигнуто приращение эквивалентной скорости около 98 м/с, что примерно соответствует необходимому значению для маневра подъема высоты круговой орбиты кубсата типа 3U на 300 км, и эквивалентный КПД (отношение кинетической энергии КА к энергии взрыва) около 7%; - в диапазоне относительного вылета мишени 0,15...1,2 не выявлено существенных отличий приращения эквивалентной скорости и КПД, что позволяет использовать варианты с большим вылетом и меньшим максимальным мгновенным значением давления на отражатель; - подтверждена работоспособность и эффективность двигателя "Импульс-А" как такового и концепции импульсных двигателей (включая кинетический двигатель) в принципе.

реализовано
25 ноября 2021

Новость

Информация о проекте на сайте Министерства промышленности, связи, цифрового и научно-технического развития Омской области от 25.11.2021 г.

http://omskportal.ru/novost?id=/oiv/mps/2021/11/25/01
реализовано
23 ноября 2021

Новость

Публикация о проекте на сайте Омского НОЦ (по состоянию на ноябрь 2021 г.).

https://omsknoc.ru/news/dmitrij-novoselczev-na-poroge-ery-femtosputnikov-i-rentabelnosti-kosmicheskogo-musora/
реализовано
23 ноября 2021

Новость

Фотографии стенда "Д-Старт" на выставке "Будущее обыденно" в первой половине ноября 2021 г. в Санкт-Петербурге.

реализовано
23 ноября 2021

Новость

На сайте первой международной конференции "Дорога в космос" представлен сборник тезисов. Доклад ООО "Д-Старт" представлен на стр. 211-216.

https://roadtospace.cosmos.ru/ RoadToSpace-AbstractBook-2021-v2.pdf
в планах
9 ноября 2021

Новость

"На полях" III Евразийского технологического форума в г. Омске (ОмГТУ) 9 ноября 2021 г. при участии Омского НОЦ планируется подписание соглашения о партнерстве между Центром коммерческого космоса ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» и ООО "Д-Старт". Соглашение предусматривает сотрудничество по вопросам деятельности в области исследований, разработки, производства и эксплуатации авиационной и ракетно-космической техники, иных высокотехнологических систем и наукоемких изделий – в т.ч. космических двигателей и смежных технических решений ООО «Д-Старт», включая семейство двигателей типа «Импульс», детонационных и кинетических двигателей и иных двигателей с внешними источниками энергии для одноимпульсных маневров или маневров малой тяги сверхмалых космических аппаратов, в т.ч. интегрированных космических аппаратов фемто-класса. Соглашение допускает расширение с участием третьих сторон.

реализовано
9 ноября 2021

Новость

В рамках мероприятий III Евразийского технологического форума в г. Омске 9 ноября 2021 г. , в ОмГТУ, при участии Омского НОЦ, состоялось подписание соглашения о партнерстве между Центром коммерческого космоса (ЦКК) ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» и малой инновационной научно-технической компанией ООО «Д-Старт» — первого подобного соглашения ЦКК. Документ подписан руководителем ЦКК д.ф.-м.н. А.В. Дорошиным и основателем, генеральным директором ООО «Д-Старт», к.т.н. Д.А. Новосельцевым. Соглашение предусматривает сотрудничество по вопросам деятельности в области исследований, разработки, производства и эксплуатации авиационной и ракетно-космической техники, иных высокотехнологических систем и наукоемких изделий – в т.ч. космических двигателей и смежных технических решений ООО «Д-Старт», включая семейство двигателей типа «Импульс», детонационных и кинетических двигателей и иных двигателей с внешними источниками энергии для одноимпульсных маневров или маневров малой тяги сверхмалых космических аппаратов, в т.ч. интегрированных космических аппаратов фемто-класса. Соглашение допускает расширение с участием третьих сторон. Ранее 8 октября 2021 г. концепция двигателей «Д-Старт» была представлена на научном семинаре кафедры АВиРС ОмГТУ «Газо-гидродинамические и тепло-массообменные процессы​ в ракетно-космической технике» и получила высокую экспертную оценку. Перед подписанием соглашения на пленарном заседании в докладе руководителя ЦКК были представлены научно-технические, организационные и интеграционные возможности организации для субъектов «гражданского космоса». Как известно, ранее 27 июля 2021 г. ОмГТУ, Самарский университет и ряд институтов РАН образовали консорциум «Сквозные технологии в аэрокосмических и геоинформационных системах». Одним из направлений деятельности консорциума является реализация стратегического проекта «Космическая экология» программы развития ОмГТУ, включая вопросы решения проблемы космического мусора. Освоение возможности рационального использования космического мусора и иного внеземного вещества в качестве источника энергии космических кинетических двигателей для одноимпульсных маневров космических аппаратов является основной перспективной задачей работ ООО «Д-Старт». В настоящее время соответствующая НИОКР по наземному стендовому моделированию подобного рабочего процесса осуществляется компанией в рамках гранта Фонда содействия инновациям.

в планах
8 ноября 2021

Новость

Проект ООО "Д-Старт" будет представлен на выставке "Будущее обыденно". На выставке экспонируются натурные массо-габаритные макеты фемтоспутников с установленными термосублимационными двигателями "Импульс" для пусковых испытаний на прототипе метеоракеты Nebo 25 ООО "Успешные ракеты" в конце ноября 2021 г. и аналогичных стендовых и летных экспериментов.

https://future-expo-fest.ru/?fbclid=IwAR3y9qhsXBwIFkKG9gFJbNF5078QI6EzeTCGjUVrI9k6ORMN-oCt_w4Egm4
в планах
8 ноября 2021

Новость

Проект ООО "Д-Старт" будет представлен на 31-й стартап-марафон «Разведка Боем» в Сколково 8-9 ноября 2021 г.

https://razvedka-boem.ru/
реализовано
20 октября 2021

Новость

Завершен выбор вариантов компоновки массо-габаритных макетов фемтоспутников для запуска в пусковом контейнере CubeSat в корпусе меньшего диаметра. Пусковые испытания этих МГМ с установленными двигателями (для подтверждения устойчивости конструкции к стартовым нагрузкам) предварительно планируются в ноябре 2021 г. В качестве летающего стенда рассматривается прототип ступени суборбитальной ракеты Nebo 25 одного из российских разработчиков - ООО "Успешные ракеты". При запуске ракеты на высоту до 20 км будут воспроизведены стартовые перегрузки, механические, тепловые, динамические и вибрационные нагрузки, действующие на установленные изделия. МГМ1 - массо-габаритный макет фемтоспутника AmbaSat-1 с термосублимационным двигателем для эксперимента "Импульс-0". МГМ2 - массо-габаритный макет перспективного фемтоспутника с комбинированным двигателем "Импульс-ТС". 20 октября 2021 г. макеты с крепежными кронштейнами отправлены на сборку ракеты.

реализовано
17 октября 2021

Новость

Сборник материалов Space Renaissance Congress 2021, включая нашу статью о проекте "Д-Старт" по двигателям сверхмалых космических аппаратов, теперь доступен в интернет-магазине Amazon.

https://www.amazon.com/Civilian-Space-Development-Renaissance-International/dp/B09HJ2G3RV/?fbclid=IwAR2rSVaY_eOBKdpgFDUyAovE2pWM9z4L-oxnVI8VPgJJqivMbBj-uXtsH2w
реализовано
15 октября 2021

Новость

15 октября 2021 г. проект ООО "Д-Старт" "Двигатели сверхмалых КА" представлен 15.10.2021 г. в финале конкурса инновационных проектов (в программе Школы-конференции молодых ученых и специалистов Пермского края) по итогам преакселератора "Большая Разведка".

реализовано
14 октября 2021

Новость

14 октября 2021 г. проект "Двигатели сверхмалых КА" ООО "Д-Старт" представлен на питч-сессии для бизнес-заказчика ГК "Росатом".

реализовано
12 октября 2021

Новость

В программе The Twelfth Moscow Solar System Symposium в ИКИ РАН онлайн представлено предложение по проекту "Индикатор" с использованием задела по импульсным двигателям "Д-Старт" в малых аэростатических зондах фемто-класса на "круглом столе" «PH3 on Venus?» 12 октября 2021 г.

https://www.youtube.com/watch?v=IlKwh1O9oVg&t=25s
реализовано
8 октября 2021

Новость

8 октября 2021 г. состоялся научный семинар кафедры "Авиа- и ракетостроение" ОмГТУ «Газо-гидродинамические и тепло-массообменные процессы​ в ракетно-космической технике». Повестка: 1. Доклад Новосельцева Дмитрия Александровича по теме "Двигатели сверхмалых космических аппаратов". На семинаре в доступной форме рассматриваются особенности семейства двигателей "Д-Старт".

https://cloud.mail.ru/public/mh4T/ygNT1uhuN
в планах
5 октября 2021

Новость

Доклад "Разработка и испытания двигателей "Д-Старт" для сверхмалых космических аппаратов фемто-класса и их применение в целях космического образования" заявлен на участие в Первой международной конференции по космическому образованию «Дорога в космос» в ИКИ РАН 5–8 октября 2021 г. (https://roadtospace.cosmos.ru/).

в планах
5 октября 2021

Новость

Утверждена программа Первой международной конференции по космическому образованию «Дорога в космос» в ИКИ РАН 5-8 октября 2021 г. Доклад "Разработка и испытания двигателей "Д-Старт" для сверхмалых космических аппаратов фемто-класса и их применение в целях космического образования" будет представлен 5 октября на секции 2 "Опыт и перспективы использования МКС в интересах космического образования. Научно-образовательные космические аппараты. Малые спутники" с 16.00 (Москвы).

https://roadtospace.cosmos.ru/docs/2021/The_Road_to_Space_2021_Conference_Program-RU.pdf?fbclid=IwAR1AhgPhSP6rXMMolI0bYBqZKvlAZ0P82r8mi4UD3BJWe4pLx2X40-tRLlA
реализовано
5 октября 2021

Новость

В рамках Первой международной конференции по космическому образованию «Дорога в космос» в ИКИ РАН 5 октября 2021 г. ) на секции №2 был представлен доклад "Разработка и испытания двигателей "Д-Старт" для сверхмалых космических аппаратов фемто-класса и их применение в целях космического образования".

Д-Старт_Дорога в космос 20.09.21.pdf
реализовано
22 сентября 2021

Новость

22 сентября 2021 г. на стенде МСИД проведены очередные испытания технологического прототипа двигателя "Импульс-ТС". Испытания проводились с целью оценки концепции и материалов интегрированного блока рабочего тела и выявления возможных технических проблем. По результатам эксперимента, элемент блока для одноимпульсного маневра (слой Т) требует дополнительных исследований. Элемент блока для циклической малой тяги (слой С) отработал удовлетворительно.

реализовано
21 сентября 2021

Новость

Проект принимал участие в программе по проработке MVP бизнес-стратегий для привлечения инвестиций 21 сентября 2021 г. (Ниже представлена ссылка на прямой эфир). Программу вел Николай Бадулин, к.т.н., теоретик и практик российского венчура, с 2005 года инвестор в hightech - технологии, г.Томск, основатель НП БИЗНЕС-АНГЕЛЫ СИБИРИ, г.Кольцово Новосибирской области

https://www.facebook.com/groups/786495488481489/permalink/1233369020460798/
реализовано
17 сентября 2021

Новость

Представлена запись презентации проекта "Д-Старт" в программе #ВОИРтехнозавтрак 14 сентября 2021 г.

https://www.youtube.com/watch?v=WGm3mPctFLQ
в планах
14 сентября 2021

Новость

Проект будет представлен на #ВОИРтехнозавтрак 14 сентября 2021 г.

https://voir.timepad.ru/event/1765785/?fbclid=IwAR2p6zjkALS3rHpeI04DRhV_jkemrIEsJv7x7rtofWY_GZQvCumNlxgnNpw
реализовано
7 сентября 2021

Новость

Стендовая система измерения тяги стенда МСИД с маятниковой подвеской плохо приспособлена для измерения малой тяги, т.к. предназначена для экспериментов "Импакт" с импульсным режимом двигателя большой мощности. Тем не менее, по результатам предварительной обработки видеозаписи результатов экспериментов 06.09.2021 г., с учетом возможных погрешностей, данный двигатель "Импульс-ТС" с блоком рабочего тела в виде квадрата 3х3 см, размещенный на одной стороне эквивалентного фемтоспутника типа ChipSat массой 10 г, в течение цикла работы около 25 мин (от температуры 120 С и выше) должен быть способен обеспечить ему постоянное ускорение около a ~ 0,14 м/с2 (циклами до полной выработки рабочего тела).

реализовано
6 сентября 2021

Новость

6 сентября 2021 г проведены испытания MVP - действующей модели двигателя для фемтоспутников "Импульс-ТС" со сменой режимов. Выбор и реализация закона регулирования в таком двигателе осуществляется свойствами, массой, формой и расположением слоёв рабочего тела разного состава в блоке. Испытания признаны частично успешными - поскольку на стенде МСИД невозможно исключить влияние силы тяжести, произошла деформация блока рабочего тела под её воздействием, и незначительное осыпание одного из материалов, нанесенного в виде порошка. В серийных двигателях блоки рабочего тела будут изготавливаться в виде жестких деталей литьём или 3D-печатью и эксплуатироваться при ускорениях, значительно меньше 1g. Как положительный момент, можно отметить подтверждение эффективности выбранной схемы встроенного устройства деорбитинга. За счёт возникшей асимметрии рабочего тела наблюдалось заметное скручивающее воздействие на подвеску. В серийных двигателях выступ блока рабочего тела после выработки основного запаса будет создавать закручивающий момент, увеличивающий эффективную площадь миделя фемтоспутника и его торможение верхней атмосферой. Работа по выбору видов рабочего тела для различных режимов будет продолжена.

реализовано
28 августа 2021

Новость

Несмотря на конструктивную простоту, прототип двигателя "Импульс-С" (модель 2), успешно испытанный на стенде МСИД ООО "Д-Старт" 27 августа 2021 г., является полнофункциональным изделием. По результатам предварительной обработки данных, средняя за цикл тяга двигателя составила около ~10^(-6) Н, а средняя поверхностная тяга около ~10^(-3) Н/м2, последний показатель заметно превышает аналогичный для солнечных парусов на околоземной орбите (~ 10^(-5) Н/м2). При этом термосублимация рабочего тела не приводит к деградации, разрушению или загрязнению несущей подложки из полиэтилентерефталатной пленки НИИКАМ (ТУ 2255-21680878-001-2001), и, видимо, из аналогичных материалов типа майлара, применяемых в зарубежной практике. Таким образом, данные двигатели могут быть непосредственно установлены на современные фемтоспутники типа ThumbSat (на фото) с развертываемыми пленочными элементами большой площади, без изменения базовой конструкции, и использоваться для поддержания высоты орбиты, или, напротив, для постепенного деорбитинга.

реализовано
27 августа 2021

Новость

Есть MVP термосублимационного двигателя малой тяги для фемтоспутников "Импульс-С"! Стендовые испытания проведены на стенде МСИД ООО "Д-Старт" 27 августа 2021 г. Данные будут обработаны позже. Но уже сейчас видно отклонение маятниковой подвески под действием постоянной тяги (т.е. она не так мала), а также выработка слоя рабочего тела (к сожалению, пока неравномерная за счёт деформации несущей подвески) за счёт его расхода. Более массивная модель в металлическом корпусе с другим рабочим телом демонстрирует меньшее отклонение, но оно также заметно. Температура поверхностей около 130 °С.

https://www.facebook.com/groups/786495488481489/permalink/1216366742161026/
реализовано
27 августа 2021

Новость

Испытания MVP завершены. Расход рабочего тела - 0.02 г для модели 1 (РТ на основе цианакрилатов) и 0.01 г для модели 2 (РТ на основе парафинов и параолефинов). Продолжительность эксперимента - 55 мин, температура до 145°С. У термосублимационных двигателей в перспективе большое будущее: "Поверхность нашего солнечного паруса будет покрыта специальным веществом. Фокус в том, что, когда парусник приблизится к Солнцу, из-за нагревания это вещество из твердого состояния начнет переходить в газообразное и испаряться, что обеспечит конструкции ускорение по принципу реактивного двигателя. Сублимация (испарение вещества без фазового перехода в жидкость) позволит быстро достигнуть скоростей порядка 300–400 км в секунду" (https://ssau.ru/.../17285-my-v-polozhenii-kanatokhodtsa...). У "Импульса-С" задачи скромнее - поддержание высоты или медленный подъем орбиты фемтоспутников. Но их внедрение при определенном изменении конструкции электронных компонентов позволит значительно (более чем в 2 раза) снизить "сухую" массу фемтоспутников типа ChipSat, и одновременно обеспечить возможность такого маневра. Это представляет собой вариант реализации концепции Фридриха Цандера о возможности рациональной утилизации в полете элементов конструкции, выполнивших свои задачи и ставших ненужными. При этом такие двигатели могут одновременно использоваться как действующие модели для отработки более сложного и эффективного рабочего процесса.

https://www.facebook.com/groups/786495488481489/permalink/1216380455492988/
реализовано
25 августа 2021

Новость

Появилась новая конструктивная схема сверхмалых КА, альтернативная CubeSat, в форме дисков: https://naked-science.ru/article/cosmonautics/discsat?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com&fbclid=IwAR14iy22hqfYatGrZpVxE_6mKdm9muETXbH_JYG0BozsCC2twv2RHuDwR1o. Первоисточник: file:///C:/Users/user/AppData/Local/Temp/SSC21-XIII-12%20slides.pdf. Концепция интересна тем, что наиболее оптимальным образом из существующих компонуется с кинетическими (и др. аналогичными) двигателями "Д-Старт", т.к. КА может быть выполнен с жестким несущим дисковым отражателем. (Для сравнения - отражатель стендового прототипа двигателя на фото). Еще интересно, что полезная нагрузка КА (без диска) - типичный большой ChipSat (типа ThumbSat), т.е. любой фемтоспутник ChipSat может быть "докомплектован" до диско-спутника просто установкой отражателя соответствующего диаметра. Видимо, кроме перспективного проекта "Блок" по созданию КА типа CubeSat, интегрированного с двигателем, целесообразно начать параллельный проект "Диск".

https://naked-science.ru/article/cosmonautics/discsat?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com&fbclid=IwAR14iy22hqfYatGrZpVxE_6mKdm9muETXbH_JYG0BozsCC2twv2RHuDwR1o
реализовано
24 августа 2021

Новость

Обновлена презентация проекта - теперь в общем доступе презентация, которая использовалась в питчах на "Архипелаге".

Д-Старт_презентация_Акселератор_Архипелаг_2121 24.07.21+.pdf
в планах
21 августа 2021

Новость

Проект участвует в финале на инновационном форуме «INNOWEEK 2.0» 21 августа 2021 г. по треку "Зеленые технологии".

Порядок выступлений Фарма и Зеленые технологии.pdf
реализовано
18 августа 2021

Новость

Статья о текущем состоянии и перспективах проекта "Разработка и испытания прототипов импульсных двигателей с внешними источниками энергии для космических аппаратов фемто-класса на базе концепции кинетических реактивных двигателей с возможностью использования космического мусора" по материалам доклада на XV Всероссийской научно-технической конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО «Полёт» А. С. Клинышкова в апреле 2021 г. в г. Омске, опубликована в сборнике трудов конференции.

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46368788
реализовано
18 августа 2021

Новость

Опубликована статья "Разработка и испытания прототипов импульсных двигателей с внешними источниками энергии для космических аппаратов фемто-класса на базе концепции кинетических реактивных двигателей с возможностью использования космического мусора" по итогам XV Всероссийской научно-технической конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО «Полёт» А. С. Клинышкова 20-21 апреля 2021 г. в г. Омске.

Публикация апрель 2021 г. конференция им. Клинышкова.pdf https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46368788
реализовано
17 августа 2021

Новость

Проект 17.08.2021 г. представлен на предпитчинг на инновационный форум «INNOWEEK 2.0» в Тюмени. Также с Омским научно-образовательным центром 12.08.2021 г. согласовано представление проекта на "Технопром" в Новосибирске в составе групповой экспозиции.

реализовано
22 июля 2021

Новость

Проект вышел в финал VI Национального конкурса инновационных проектов аэрокосмической отрасли SKY.TECH, проходившего в рамках международного авиасалона МАКС-2021. Несмотря на конкуренцию с такими компаниями-участниками, как АО «НПО «Молния», ОКБ им. А. Люльки – филиал ПАО «ОДК УМПО» или ООО НПП «ИнтерПолярис» (первого призера), проект ООО "Д-Старт" был представлен достойно.

реализовано
1 июля 2021

Новость

В соответствии с рекомендациями фасилитатора "Архипелага 2121" основное описание проекта сокращено. Развернутое описание перенесено сюда (ниже). Описание проекта Предлагается создание двигателей с внешними источниками энергии для одноимпульсных межорбитальных маневров сверхмалых космических аппаратов фемто-класса и семейства смежных технических решений. Планируется освоение возможности экономически эффективного использования в двигателях космического мусора и отходов технологических процессов. Разработано и изготовлено экспериментальное оборудование. Выбраны материалы с высокой скоростью газификации для активных мишеней двигателей. Подтверждена работоспособность выбранных технических решений в условиях, идентичных условиям открытого космоса. Осуществляется серия наземных испытаний на реальных режимах и планируется серия летных испытаний в 2021 г. Текущее состояние проекта: I. Введение Освоение проектирования и производства нижней части линейки сверхмалых космических аппаратов (КА) [1] единичной массой от 100 г и менее – пико- и фемто-классов, в т.ч. бескорпусных КА «на плате» (типа ChipSat) [2], при стоимости изготовления КА и его запуска, пропорциональной его массе, открывает возможности значительно более экономически эффективного решения большинства задач исследования, освоения и использования космоса, чем использование традиционных средств, и перспективы решения новых задач. Крайне низкая стоимость подобных сверхмалых КА (от нескольких тысяч рублей за единичный КА и от нескольких десятков тысяч рублей за запуск, или от десятков до сотен долларов США) открывает возможность участия в космической деятельности новых участников с ограниченным бюджетом – юридических и физических лиц. Основной проблемой, ограничивающей область применения таких КА, является отсутствие двигательных установок, позволяющих им осуществлять самостоятельные маневры. В настоящее время осуществляется пакетный запуск современных КА формата ChipSat в количестве 100-200 в пусковом контейнере формата CubeSat 3U [2], масса которого может превышать массу всей группы фемтоспутников, а сбор и передача данных такими КА после вывода из контейнера осуществляется из небольшой области около контейнера. В настоящее время для фемтоспутников предлагаются [3] электродинамические двигательные установки с использованием силы Лоренца [4 и др.] и солнечные паруса, интегрированные в конструкцию фемтоспутника [5 и др.], а также лазерные паруса. Они преимущественно относятся к двигателям постоянной микротяги для поддержания постоянной высоты фемтоспутника на низкой околоземной орбите. В то же время, существует проблема космического мусора, актуальность которой возрастает с ростом числа КА в целом, в т.ч. сверхмалых КА. Известные проекты утилизации мусора в двигателях КА ( [6] и др). находятся на стадии НИР. Стоимость этих двигателей на единицу тяги или массы КА не определена, но значительно выше, чем для двигателей традиционных конструкций. Их конструкция и технология исключает возможность их миниатюризации для применения на фемто-КА и использования мелкого космического мусора. Можно отметить, что другие известные проекты активного удаления космического мусора, не предполагающие его использование в двигателях, нерентабельны и экономически неэффективны, и никак не связаны с решением проблемы маневрирования сверхмалых КА. II. Постановка задачи В этой связи была поставлена задача создания достаточно простых и эффективных двигателей для КА фемто-класса с внешними источниками энергии, обеспечивающих в перспективе возможность использования космического мусора в качестве источника энергии, а также иных внешних источников энергии. Предлагается семейство технических решений на базе технологии и конструктивных элементов ракетных двигателей с внешними источниками энергии для одноимпульсных маневров КА. Используются варианты основных элементов конструкции гипотетических импульсных двигателей большой мощности – в т.ч. так называемых кинетических реактивных двигателей (КРД) в варианте «кинетического паруса», ядерного импульсного ракетного двигателя большой мощности «Медуза» (Medusa) Дж. Солема [7] и солнечного паруса большой тяги Г. Мэтлоффа [8] – адаптированные к конструктивно и технологически простым малоразмерным конструкциям. В качестве базового технического решения рассматриваются КРД с использованием космического мусора в качестве источника энергии. Концепция впервые представлена автором в ИКИ РАН в 2019 г. [9]. Для моделирования и отработки рабочего процесса и конструкции двигателей в реальных условиях, в 2020 г. автором было организовано малое научно-техническое инновационное предприятие ООО «Д-Старт», выполняющее ряд работ по созданию упомянутых двигателей – в т.ч. подготовку и реализацию серии наземных экспериментов «Импакт» (включая НИОКР № AAAA-A20-120081290005-8 «Разработка и испытания прототипов кинетического реактивного двигателя (КРД) с рабочим процессом за счет утилизации кинетической энергии космического мусора. Разработка и испытания экспериментального образца мишени прототипа двигателя.», выполняемую за счет гранта Фонда содействия инновациям»), и серии летных экспериментов на МКС – «Импульс-0», «Оригами», «Фейерверк» - в 2020-2021 г.г. III. Теория Теория рабочего процесса КРД при встречном столкновении с кинетическим ударником изложена автором в докладе в ИКИ РАН 2019 г. [9] и заявке на изобретение «Способ действия кинетического реактивного двигателя» [12]. Как отмечено [9], использование кинетической энергии космического мусора (как ударников) при характерных скоростях столкновения около 10 км/с [11] требует высокой скорости газификации мишени, для обеспечения завершения рабочего процесса в пределах рабочего объема отражателя двигателя. В этой связи в качестве модельных материалов активных мишеней прототипов двигателей для отработки рабочего процесса были выбраны высокоэнергетические материалы, применяемые в составе элементов детонационной автоматики КА, со скоростью детонационного горения более 7 км/с [10]. В этом случае, рабочий процесс двигателя при одноимпульсном маневре обеспечивается химико-кинетическим взрывом мишени при встречном столкновении с ударником. При характерной скорости столкновения ударника с мишенью порядка 10…13 км/с [11], удельная кинетическая энергия столкновения составит (5,0…8,5)х108 Дж/кг, что значительно превышает удельную теплоту сгорания традиционных химических ракетных топлив порядка 107 Дж/кг. IV. Результаты экспериментов Поскольку процессы в рассматриваемых двигателях являются высокоэнергетическими и быстропротекающими (10-6-10-5 с), их моделирование представляет достаточно сложную задачу. По ТЗ ООО «Д-Старт» ООО «Кросс-Автоматика» разработан и изготовлен мобильный стенд испытания двигателей МСИД в составе термобарокамеры, опционного стендового низкоскоростного метательного устройства и системы управления и регистрации и обработки измерений (СУРОИ). В феврале 2021 г. стенд принят в эксплуатацию, выполнены экспериментальные исследования конструктивных элементов прототипа двигателя для серии экспериментов «Импакт», а также действующих моделей конструктивных элементов для летных экспериментов «Фейерверк», «Оригами», «Импульс-0» в условиях, имитирующих околоземное космическое пространство (вакуум, лучистый нагрев тепловым излучением в пределах солнечной постоянной 1,37 кВт/м2). При испытаниях подтверждена работоспособность элементов при разрежении до 2 Па (абс.) и температуре до 150 ◦С, возможности скоростной видеорегистрации и приборной регистрации. V. Обсуждение результатов Имеющиеся оборудование и методическая база ООО «Д-Старт» позволяют осуществлять исследования рабочего процесса двигателей (КРД), а также элементов, закрепляемых на отражателе и подвеске мишени, в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации. В середине 2021 г. планируется проведение серии экспериментов «Импакт» («Импакт-ГПМ») в соответствии с программой и методикой и ТЗ ООО «Д-Старт» на базе АО «ЦНИИмаш» с использованием метательной установки ГПМ, с метанием ударников из алюминиевых сплавов, имитирующих мелкие фрагменты космического мусора, в мишень из материала типа «Транелит», со скоростью до 4…7 км/с. Для отработки развертывания компактных элементов конструкции двигателя (отражателя, подвески) в экспериментах «Фейерверк», «Оригами», и действующей модели кинетического двигателя без использования мишени из высокоэнергетических материалов - сублимационного двигателя малой тяги «Импульс» для фемтоспутника ChipSat (с возможностью последующего деорбитинга) на массо-габаритном макете фемтоспутника в эксперименте «Импульс-0» – ведется согласование проведения данных экспериментов летом 2021 г. на МКС в ходе внекорабельной деятельности экипажа. При удовлетворительных результатах летных экспериментов, в конце 2021 г. планируются летные испытания двигателя «Импульс» на собственном фемтоспутнике ООО «Д-Старт» AmbaSat-1 производства AmbaSat Ltd для изменения параметров его орбиты относительно группы аналогичных фемтоспутников при их контейнерном запуске. VI. Выводы и заключение Полученные результаты подтверждают возможность разработки и производства в ближайшем будущем семейства простейших двигателей для одноимпульсных маневров КА фемто-класса массовой доступности, а в более отдаленном будущем – освоения рациональной утилизации в них космического мусора как энергоносителя. При финансовой поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям), грант по программе «Старт-1», Договор (Соглашение) № 3626ГС1/60541 от 24.07.2020 г. 1. Hein A., Burkhardt Z., Eubanks T.M. AttoSats: ChipSats, other Gram-Scale Spacecraft, and Beyond. 2019. URL: https://arxiv.org/abs/1910.12559. 2. Manchester Z., Peck M., Filo A., KickSat: A Crowd-Funded Mission To Demonstrate The World’s Smallest Spacecraft, Proceedings of the 27th AIAA/USU Conference, Small Satellite Constellations, Logan, Utah, USA, Aug. 10-15, 2013, paper: SSC13-IX-5. 3. ChipSats: New Opportunities. Final Report. International Space University. MSS Program 2020. P. 16. 4. Perez T. R., Subbarao K. A Survey of Current Femtosatellite Designs, Technologies, and Mission Concepts. Journal of Small Satellites. 2016. vol. 5, no. 3. Pp. 467–482. 5. Atchison J., Peck M. A passive, sunpointing, millimeter-scale solar sail. Acta Astronautica. 2010. vol. 67, no. 1. Pp. 108–121. 6. Lan L., Li J., Baoyin H. Debris Engine: A Potential Thruster for Space Debris Removal. 2015. URL: https://arxiv.org/abs/1511.07246. 7. Solem J.C. Some New Ideas for Nuclear Explosive Spacecraft Propulsion. LA-12189-MS, October 1991. 8. Matloff G.L., Mallove E. Solar Sail Starships: the Clipper Ships of the Galaxy. Journal of the British Interplanetary Society. 1981. Vol. 34. Pp. 371-380. 9. Новосельцев Д.А. О возможности рациональной утилизации фрагментов околоземного космического мусора. Всероссийская научная конференция «Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угрозы»: Сборник трудов. / Серия «Механика, управление и информатика». М.: ИКИ РАН, 2019. C. 217-229. 10. Котомин А.А., Душенок С.А., Ефанов В.В.. Новое поколение систем детонационной автоматики космических аппаратов на основе высокоэнергетических эластичных материалов. Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2010. № 9 (35). С. 69-74. 11. Назаренко А.И. Моделирование космического мусора. М.: ИКИ РАН, 2013. 216 с. 12. Способ действия кинетического реактивного двигателя. Заяв. на из. 2019112219 РФ, МПК F02 K7/00 – № 2019112219; Заявлено 22.04.2019; Опубл. 22.10.2020, бюл. № 30-2020. Основные направления коммерциализации: B2B: Частные (коммерческие) и государственные разработчики, покупатели и пользователи сверхмалых КА, научные и образовательные организации. B2C: Частные разработчики, покупатели и пользователи сверхмалых КА – физические лица. Продажа комплектных двигателей для сверхмалых КА, их узлов и комплектующих для самостоятельной сборки (в т.ч. разработка и изготовление по ТЗ заказчика). Услуги по проектированию и организации маневров сверхмалых КА с использованием предлагаемых двигателей. Продажа лицензий на использование технологии и специальных материалов для самостоятельной разработки и производства двигателей заказчиками. B2C, B2B: разработчики, покупатели и пользователи сверхмалых КА. Предоставление услуг по моделированию двигательных установок других типов (солнечные паруса, Starshot, Medusa и др.) на базе предлагаемой технологии и конструктивных элементов двигателей. B2B: Частные (коммерческие) и государственные участники использования модулей МКС и других орбитальных объектов, участники околоземной переработки астероидного и др. внеземного минерального сырья. Предоставление услуг по рациональной утилизации отходов (пластика и др.), а также отходов переработки минерального сырья для организации маневров КА. Оценка рынка: Общая емкость мирового рынка (TAM) - более $ 5 млрд. CAGR - 5% (по оценке экспресс-экспертизы РВК от 19.07.2019). Перспективные рынки - государственные и частные (в т.ч. физические лица) разработчики, производители и пользователи сверхмалых космических аппаратов России, а также Азии, Европы, Африки и др. По поводу рынка Европы предварительно проведено обсуждение с представителями Европейского космического агентства (Christophe Bonnal, Senior Expert, Launcher Directorate, CNES) и Космического агентства Люксембурга (Frédéric Rouesnel, Senior Policy Officer – Economic Development, LSA LuxIMPULSE Programme Manager) в декабре 2019 г. - январе 2020 г., определены возможные пути продвижения на рынке. Заключено соглашение о намерениях с производителем фемтоспутников AmbaSat Ltd (Великобритания) от 02.10.2020 г. (https://cloud.mail.ru/public/2cJM/2exbQyTLK).По поводу рынка Азии достигнута предварительная договоренность с разработчиком «народных» пикоспутников ORION Space (http://orionspace.com.np, Непал) и SEDS Sri Lanka. Заключен Меморандум о взаимопонимании с UZURO tech (Корея) от 30.03.2021 г. (https://cloud.mail.ru/public/fja2/fbRiTb2E9). В России подтвержден интерес к проекту со стороны ООО «Успешные ракеты» (https://cloud.mail.ru/public/M5JB/WnV8y82Md) и ряда других компаний. Прогноз достижимого объема рынка (SOM) - до $ 10,8 млн. (без учета лицензий, только поставки) - $ 15,2 млн. (с учетом лицензий), с 2023-2024 г. История и динамика развития проекта: Концепция предварительно сформирована в 2018 г. и представлена на Всероссийской научной конференции "Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угрозы" в ИКИ РАН 19.04.2019 г. Достигнута договоренность (в 2020 г.) с партнерами (AmbaSat Ltd) о летных испытаниях по проекту «Импульс» на фемтоспутнике AmbaSat-1 в 2021 г. Приобретены технологический комплект фемтоспутника AmbaSat-1 (июнь 2020 г.), действующий фемтоспутник AmbaSat-1 и пусковые услуги (октябрь 2020 г.). Зарегистрировано ООО «Д-Старт» 25.06.2020 г. Получен грант Фонда содействия инновациям (2 млн. руб. по программе Старт-1) на выполнение НИОКР по программе «Импакт» (наземные испытания) в 2020-2021 г. Изготовлен стенд МСИД и принят в эксплуатацию 18.02.2021 г., проведены испытания. Фондом содействия инновациям утвержден отчет по 1 этапу НИОКР (март-апрель 2021 г.). Оформлены и направлены на экспертизу заявки на изобретения "Способ действия кинетического реактивного двигателя" (2019 г.), «Фемтоспутник и способ группового запуска фемтоспутников», «Способ обнаружения признаков биологической активности» (2020 г.), «Отражатель кинетического реактивного двигателя и космический аппарат фемто-класса (фемтоспутник)» (2021 г.). Заключены соглашение о намерениях с AmbaSat Ltd от 02.10.2020 г., договор №1086/2020 о сотрудничестве и проведении научно-исследовательских работ с Консорциумом «Космические технологии» от 13.07.2020 г., Соглашение о научно-техническом сотрудничестве с ОАО «Консорциум «Космическая регата» от 29.11.2020 г., Меморандум о взаимопонимании с UZURO tech (Корея) от 30.03.2021 г., договоренность о сотрудничестве и внедрении с ООО «Успешные ракеты» (письмо № 25/2021 от 05.04.2021 г.). Направлены (декабрь 2020 г.) и приняты в работу заявки в Долгосрочную программу целевых работ на МКС на 2021 г. на эксперименты «Импульс-0», «Фейерверк», «Оригами». Привлечены микроинвестиции от частного инвестора (120 тыс. руб., договор №1 от 16.03.2021 г.). Направлена заявка в Окно открытых инноваций ГК "Роскосмос" (письмо № 028-21 от 21.04.2021 г.). Потребности: 11 млн. руб. на 2021-2022 г.г. на завершение создания MVP, организацию опытной эксплуатации и опытные поставки. Преимущественно привлекаются в форме грантов, но требуется частное софинансирование более 50%. Общая стоимость проекта 41 млн. руб.

реализовано
26 июня 2021

Новость

При планировании экспериментов «Импульс-0», «Фейерверк», «Оригами», предполагающих ручной запуск КА, в транспортном положении имеющих габаритные размеры ChipSat (35x35 мм), выявлена проблема их удержания и выполнения операций с ними перчаткой скафандра, что потребовало дополнительной разработки пускового устройства. Подобные операции допустимы для экспериментов на стадии НИОКР, но не обеспечивают массовое применение подобных КА фемто-класса. В то же время, существуют и установлены на МКС (и в перспективе будут установлены на других объектах низкоорбитальной инфраструктуры) пусковые контейнеры стандарта CubeSat для изделий с миделем квадратного сечения 10х10 см. В этой связи, предлагается техническое решение для КА фемто-класса (фемтоспутника), интегрированного с отражателем кинетического реактивного двигателя или иного двигателя с внешним источником энергии – проект «Блок», допускающее возможность использования существующих пусковых устройств стандарта CubeSat для запуска КА фемто-класса с импульсными двигателями (а также иных космических аппаратов фемто-класса) - проект "Блок". Элементы конструкции КА, включая электронные компоненты, солнечные батареи, антенны, а также пленочное защитное покрытие и иные компоненты, размещаются на жесткой подложке, например, сечением 10х10 см (для стандартного пускового устройства CubeSat), пренебрежимо малой массы (относительно общей массы КА), выполненной, например, из материалов на основе аэрогеля, также являющейся отражателем двигателя, или нескольких подобных подложках, собранных в объемный блок, из которых последняя также является отражателем двигателя. В качестве конструкционного материала подложки предлагается использовать, например, аэрогель на основе диоксида кремния, в т.ч. усиленный армирующими волокнами. В случае распределения компонентов КА в объеме отражателя, теоретически возможно также последующее использование отражателя, с учетом низкой теплопроводности материалов типа аэрогеля, в качестве аэродинамического теплового щита для торможения в атмосфере, и самостоятельное возвращение КА или ряда его компонентов (например, экспериментальных образцов) на Землю. Для реализации технического решения 26.06.2021 г. подписано соглашение № ДС-КЛ о стратегическом партнерстве и неразглашении информации между ООО "Д-Старт" и ООО "КосмоЛаб" (резидентом Сколково, разработчиком пусковых устройств формата CubeSat). В рамках соглашения планируется проектирование и изготовление систем отделения «КосмоЛаб» для обеспечения запусков малых космических аппаратов типа CubeSat на базе платформы «Блок» разработки ООО "Д-Старт".

реализовано
26 июня 2021

Новость

Проект представлен на стендовом докладе в рамках Space Renaissance Congress 2021 (3° SRI World Congress – 2021 Space Renaissance “Civilian Space Development”) 26-30 июня 2021 г.

SRIC3-SDE-2.2-02.003(1).pdf

Достижения

Участник акселератора Архипелага Участник акселератора Архипелага
Топ акселератора – 4 звезды Топ акселератора – 4 звезды

Команда

Контакты

Общественное обсуждение

Следят за проектом

НАВЕРХ