КРД-КМ - космический двигатель на мелком космическом мусоре

Появился видеоролик с описанием концепции КРД на космическом мусоре.
https://youtu.be/smja_aSLTbQ
(Огромное спасибо коллеге Алексею Кулаю за эту работу!).
Надеюсь, теперь концепция станет более понятной.

И, конечно, большое спасибо спонсорам и большая просьба ко всем заинтересованным о поддержке!

Как ранее отмечено в представленных материалах о проекте, одной из последующих проблем (после разработки мишени и отражателя для серийного производства) неизбежно станут системы запуска.

Первый прототип КА с КРД-КМ, конечно, будет запущен на одной из существующих ракет-носителей попутной нагрузкой. Стоимость такого запуска невелика, т.к. вес пыли на головном обтекателе, видимо, сопоставим с весом этого КА.

Но в дальнейшем необходима возможность оперативного и точечного целевого попадания единичных КА в нужное время на нужные орбиты для организации столкновения с выбранными фрагментами мусора. Современные ракеты для этого совершенно непригодны.

Даже разрабатываемый в настоящее время в России сверхлегкий носитель "Ахиллес" (этот проект представлен здесь, на платформе Boomstarter, по ссылке https://boomstarter.ru/projects/549148/raketa_v_kosmos) имеет грузоподъемнось от 20 кг при стоимости одного кг полезной нагрузки на низкой околоземной орбите около 10 тыс. долларов США. Для наших целей и то, и другое - недопустимо (на порядки!) много.

Решение возможно в связи с применением систем на базе лазерных абляционных ракетных двигателей (подробнее с ними можно познакомиться, например, здесь: https://hij.ru/read/detail.php?ELEMENT_ID=5914).

На научно-инвестиционном конгрессе в Дармштадте 14-16 октября 2019 г. (https://asgardia.space/en/congress-october-2019/), на котором планируется представить и данный проект КРД-КМ, в основной программе заявлен доклад: "LAPLaS (Laser Ablation Propulsion Launch System) a disruptive solution for SSTO on-demand low cost and safe access to space". Автор - Iouri Pigulevski. DLTECH Institute. Switzerland. Компания DLTECH Institute позиционирует себя следующим образом: "DLTECH Institute is in the final stage of building the 1 MW average power industrial CO laser (CODL) which, through ablative laser propulsion, will enable: (1) the low-cost "green" launching of nano-/microsatellites from ground to low Earth orbit (LEO) including the postal parcels to ISS and (2) the remote LEO debris deorbiting. The nano-/microsatellites market is estimated to grow to a few thousands units to be launched prior 2020" - что достаточно близко к видению, положенному в основу проекта КРД-КМ.
По имеющимся данным (https://www.researchgate.net/profile/Iouri_Pigulevski), система LAPLaS ориентируется на полезную нагрузку около 6 кг. При снижении ее массы на два-три порядка для проекта КРД-КМ, соответственно, снижается и необходимая мощность лазера, что делает ее скорую и успешную реализацию более вероятной.
Такая возможность рассматривалась в проекте КРД изначально: "Проблема может быть решена при массовом освоении сверхдешёвых гиперлёгких систем запуска КА новых типов, в том числе ... средств выведения с использованием ещё более экзотических принципов (лазерных и т. п.) для данных типов полезной нагрузки" (статья в трудах конференции ИКИ РАН по КМ в апреле 2019 г.),.
Более того, применение лазерной системы запуска позволяет успешно "вылечить" одну из "врожденых болезней" концепции КРД-КМ. Дело в том, что параметры траектории и особенно масса мелких фрагментов космического мусора, используемых в КРД-КМ в качестве энергоносителя, сегодня могут быть определены с весьма значительной погрешностью. Это, в свою очередь, может привести к заметному отклонению реальной тяги КРД-КМ от расчетной в ту или другую сторону. И если превышение тяги может быть компенсировано за счет использование в конструкции отражателя лепестковых клапанов, открывающихся при превышении давления и перепускающих лишний газ, то проблему недостаточной тяги решить труднее - КА может не выйти на расчетную орбиту.
Однако, используя тот же мощный лазер, что и при старте с Земли, и зеркальный пленочный отражатель КРД (после его срабатывания) в качестве светового паруса, можно осуществить тонкую коррекцию орбиты КА.
Таким образом, связка ЛАРД (лазерный абляционный ракетный двигатель) и КРД-КМ в перспективе очень эффективна при массовом использовании.
Будем надеяться на взаимопонимание и успешное сотрудничество!

P.S. Отдельное большое спасибо спонсору Александр Силаев, присоединившемуся на данном этапе проекта!

Считается, что достаточно умные и компетентные люди при наличии сходных данных приходят к сходным выводам :)
Предлагаем познакомиться со стартап-компанией Space Initiatives Inc из США: http://space-initiatives.com/

О своей деятельности они пишут буквально следующее:

Space Initiatives Inc, a new start-up with a business model focused on the development and deployment of 50-gram femtosatellites in LEO. From conversations with NASA, DARPA and our partners in private industry, we feel that the femtosatellite market could rapidly grow into thousands of units launched per year, leading to a market in the tens of millions of dollars per year. (And, yes, we are very sensitive to the orbital debris problem such a launch rate could cause if debris mitigation is not planned into the deployments from the beginning.)
При такой исходной установке компании недалеко до самостоятельного освоения (и международного патентования) собственной конструкции КРД-КМ.

При этом компания самостоятельно планирует исследования, значительно повышающие точность определения координат мелких космических объектов (а значит, и организации точных управляемых столкновений в КРД):
In the first stage of our long term road-map we are designing a unit called "Pixie" which will be attached to any host spacecraft, to provide very low data rate communications and RFID, to track the spacecraft at very low cost, and to provide back-up link in case the primary spacecraft comms link is lost. We will offer this unit to various commercial and government constellations, potentially thousands of these units might end up flying in space. Pixie contains a GPS receiver which will provide orbital postion accurate to within 10 metres, versus 1 km for current systems. This dramatic improvement will eliminate most of the false alarms which today's collision predictions suffer from. We also have available proprietary IP to precisely and inexpensively track constellations of spacecraft in cislunar and interplanetary space at a remarkably low cost and unprecedented accuracy.

И первые, как много раз до того, рискуют оказаться в числе последних... - учитывая, что для них " the government is beginning to pour money into these two related areas".

Так что убедительная просьба ко всем заинтересованным - по возможности скорее оказать возможную поддержку началу проекта!

Одним из типичных возражений в отношении данного проекта является утверждение о случайности распределения космического мусора. Он расположен, как правило, не так, как требуется для осуществления планируемого маневра с КРД-КМ - кроме того, как было показано на конференции «Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угрозы» 17-19 апреля 2019 г. в ИКИ РАН, способен со временем мигрировать сложным образом.
Недавно (https://ria.ru/20190927/1559150059.html) представлена работа проф., д.т.н. В.С. Асланова из Самарского национального исследовательского университета (Debris removal in GEO by heavy orbital collector, Acta Astronautica , Volume 164 , November 2019, Pages 184-191, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576519311841?dgcid=author), предусматривающая возможность дистанционно управлять движением мусора с помощью массивного объекта - "гравитационного коллектора".

Это предоставляет возможность заранее распределить мелкий космический мусор по заданным траекториям необходимым образом (причем для перемещения частиц массой в несколько грамм и менее требуется значительно меньшая масса коллектора).

Таким образом, в перспективе возражение может быть снято.

Сама принципиальная возможность движения за счет единичных взрывов (в данном случае, не химико-кинетических (преимущественно кинетических), а чисто химических) успешно подтверждена уже более 60 лет назад.
В 1958 г. в США были начаты экспериментальные работы по проекту ядерного космического корабля "Орион" при участии ведущего британско-американского физика Фримена Дайсона.

Были изготовлены летающие модели «put-puts», или «hot rods» массой 133 кг.

В предлагаемом проекте КРД-КМ масштабы эксперимента намного скромнее. Предполагается использование мишени массой (предварительно) не более 1 г для подтверждения принципиальной работоспособности схемы и определения реальных характеристик ее взрыва под действием ударника.

Просим всех заинтересованных оказать более активную поддержку проекту!