Yana Harlan mit dem Layout des Motors (1: 1)2017 begannen russische Wissenschaftler des Avant Space-Teams mit der Entwicklung eines einzigartigen Helicon Grid Engine für Weltraumsatelliten. Mit ihm konnten sie eine Umlaufbahn aufrechterhalten und interorbitale Übergänge durchführen.
„Auf den ersten Blick steuert dieses einfache Gerät wirklich komplexe Plasmaprozesse und ermöglicht es Ihnen, die Arbeitsflüssigkeit des Motors auf Geschwindigkeiten von mehreren zehn Kilometern pro Sekunde zu beschleunigen. Das Grundschema ist nicht neu - wir haben nur versucht, die Plasmaentladung selbst durch anregende Helikonwellen so effizient wie möglich zu gestalten “, sagt Yana Harlan, Mitbegründerin und CEO des Avant Space-Projekts.
Im Jahr 2019 erhielt
Avant Space von Skolkovo ein Stipendium von 60 Millionen Rubel für einen Zeitraum von zwei Jahren, um einen Prototyp eines Antriebssystems zu schaffen. Yana Harlan ist Absolventin von Baumanka und Absolventin von Skoltech. Sie ist seit 19 Jahren in der Branche tätig. Vor der Erstellung ihres Projekts war Yana als Ingenieurin für russische Raumfahrtsysteme und am nach ihr benannten Zentralinstitut für Flugmotoren tätig Baranova. Im Jahr 2019 nahm Forbes sie in die Liste der Bewerber für die Teilnahme an der Rangliste der vielversprechendsten Russen unter 30 Jahren auf.
Wir haben mit Harlan über ihr Projekt gesprochen, über den Stand der russischen Raumfahrtindustrie und über die Probleme, mit denen die Entwicklung konfrontiert ist.
- Ich denke, dass viele Menschen die globalen kosmischen Veränderungen spüren. Das ist unglaublich, aber die Kosten für den Start von 1 kg Fracht in eine niedrige Umlaufbahn sind 2017 dreimal gesunken (Ehre sei Ilon Mask). Wir stehen vor einer neuen Ära der Astronautik, einer Ära der Multisatellitenkonstellationen und des allgegenwärtigen Internets. Tatsächlich ist die Schaffung einer Gruppierung der globalen Abdeckung der Erde mit Breitband-Internet nicht nur Milliarden von Dollar, sondern auch eine unzählige Menge neuer Ideen, Projekte und sozusagen technologischer Herausforderungen. Mein Team versucht auch, mit den neuesten Trends Schritt zu halten und ein wichtiges Subsystem für Satelliten in Gruppen zu schaffen. Heute gibt es auf der Welt viele Startups, die das gleiche Ziel verfolgen. Wir leben unter den Bedingungen eines harten Wettbewerbs.
- Was ist die Einzigartigkeit des Projekts, das den Einsatz solcher Motoren ermöglicht?- Ultrapräzise Steuerung des Satelliten, Übergänge zu anderen Umlaufbahnen, die Möglichkeit, die Konstellation wiederherzustellen, und das alles mit dem coolsten spezifischen Impuls in einer sehr kleinen Form. Zum Beispiel ist unser gesamtes Motorsteuerungssystem ein 10 * 10 * 10 cm großer Würfel, und früher wog ein solches System für einen Ionenmotor fast so viel wie ich.
Foto: www.avantspace.com- Zunächst hieß es, die Motoren sollen ab 2020 zum Einsatz kommen. Wie läuft die arbeit- Zu Beginn des Projekts hofften wir auf einen russischen Investor und das Interesse von Roscosmos. Ich dachte, wir würden einen Motor entwickeln, und dann waren die Dinge klein, aber es war nicht da. Der moderne Kunde - der Schöpfer des Satelliten - verlangt die Lieferung einer schlüsselfertigen, einfach zu integrierenden Lösung. Deshalb entwickeln wir heute auch alle Service-Subsysteme des Motors und ergänzen gleichzeitig unsere eigenen Apparate für eine technologische Mission. Ich muss zugeben, dass wir dieses Jahr wahrscheinlich nicht starten werden, obwohl bereits ein Flugprototyp des Antriebssystems (mit Subsystemen) entwickelt wird. Ich hoffe, wir finden Wege, um im Jahr 2021 mit Lorbeerblättern den Weg zum Weltmarkt zu ebnen (wenn natürlich erfolgreich).
Foto: www.avantspace.comÜber das Projekt
Das Projekt wurde innerhalb der Mauern des Plasmaphysiklabors der Moskauer Staatsuniversität geboren und verwandelte sich in ein echtes russisches Weltraum-Startup, das auf der Skolkovo-Stiftung basiert. Jetzt hat das Avant Space-Team nur noch 8 Mitarbeiter und führt Tests in den Labors der MSTU durch. Bauman und arbeitet eng mit Bauman-Spezialisten zusammen.
Das Team kooperiert auch mit Instituten für Luft- und Raumfahrtforschung: dem nach ihm benannten Central Scientific Research Institute of Special Engineering Keldysh und arbeitet auch mit Skoltech zusammen. Darüber hinaus sind 3 Spezialisten des Unternehmens Skoltech-Studenten.
Das Unternehmen plant, einen Elektro-Raketenmotor mit geringem Stromverbrauch (bis zu 300 W) für kleine Raumfahrzeuge (MCA) zu entwickeln. Die Hauptvorteile sind hoher spezifischer Impuls (bis zu 4000 s), Energieeffizienz und hohe Ressourcen. Wissenschaftler begründen die Relevanz der Entwicklung eines starken Anstiegs der Zahl der gestarteten kommerziellen Satelliten, die laut Euroconsult in den nächsten 10 Jahren um das Zehnfache zunehmen werden. Das an Bord befindliche Antriebssystem sei notwendig, damit der Satellit Teil einer Multisatellitenkonstellation sei.
- Wie einfach ist es, in Russland etwas zu entwickeln?- Überall, wo du bleibst - überall gibt es Schwierigkeiten. Sie beginnen mit technologischen Fragen. Für die Herstellung von Motoren werden komplexe Fertigungstechnologien benötigt: Hochpräzise Keramikherstellung, Titanverarbeitung, und es fällt uns oft schwer, einen Lieferanten zu finden, der solche Aufgaben erledigt. Dies kostet Zeit und Geld, da niemand Erfahrung in der Herstellung solcher Produkte hat. Dabei ist ein Rückgang der Kompetenzen der produzierenden Unternehmen stark zu spüren. Jedes Jahr werden sie immer weniger und komplexe Arbeiten werden immer teurer.
Im nächsten Moment - mit Spezialisten. Wir brauchen ständig Kontakt zu Menschen, die Satelliten herstellen, um die genauen Anforderungen an unser System zu ermitteln, denn dies ist Teil davon. In Russland ist es sehr schwierig, Leute zu finden, die unsere Fragen beantworten. Es handelt sich fast immer um Angestellte staatseigener Unternehmen, die aufgrund von Verschwiegenheit oder Skepsis gegenüber wirtschaftlichen Entwicklungen den Kontakt sehr schwer haben. Es ist noch nicht möglich, eine Partnerschaft mit einem Satellitenhersteller einzugehen, der uns solche Unterstützung bieten könnte.
- Warum nimmt Roskosmos keinen Kontakt auf, ist das in ihrem Interesse?- Im aktuellen Paradigma des föderalen Weltraumprogramms fehlen die Wörter "Kommerzialisierung", "Effizienz" und "Entwicklung kleiner und mittlerer Unternehmen". Heute unterstützt der Staat die Entwicklung der Beziehungen zwischen solchen Entwicklungsgruppen wie uns und der staatlichen Körperschaft nicht ausreichend. Ein Umfeld für die Entwicklung innovativer Raumfahrtunternehmen im Rahmen öffentlich-privater Partnerschaften wurde nicht geschaffen.
- Wie steht es Ihrer Meinung nach mit der russischen Kosmonautik? Alle reden von SpaceX. Was können wir auf dem Gebiet der Entwicklung möglicherweise überraschen?- Leider gibt es nur wenige Erfolge. Die Aktivitäten von Roscosmos-Unternehmen sind mit "Megaprojekten" gesättigt - dies ist sowohl ein schweres Angara- als auch ein Mondprogramm. In Wahrheit kann man sagen, dass diese Projekte keine kommerziellen Perspektiven haben und der Raum heute zu einem Geschäftsraum wird, in dem neue Gesetze in Kraft sind. Sie sehen, Russland ist nicht da, auf dem Kamm der relevanten Weltraumtechnologien. Es gibt Indien, China und sogar Neuseeland, Russland jedoch nicht. Die Situation muss geändert werden, und in erster Linie geht es um die strategische Planung für die Entwicklung der Branche und die Modernisierung des Entwicklungsansatzes. Zusammenfassend kann ich nur hinzufügen, dass in vielerlei Hinsicht alle zu Recht von SpaceX sprechen.
- Wie wirkt sich die Abwanderung von Fachkräften auf diesen Prozess aus?- Dies ist eher eine Konsequenz, keine Ursache. Ich kenne viele Experten, die gegangen sind, nicht weil sie die amerikanische Kultur mögen oder davon geträumt haben, in Europa zu leben, sondern weil ihre Bedürfnisse nach professioneller Umsetzung nicht befriedigt werden können. Keine Projekte, keine inspirierenden Aktivitäten. Tatsächlich kümmert sich niemand um die Spezialisten, die gerade ihren Abschluss machen und noch ein wettbewerbsfähiges Ausbildungsniveau haben.
Die Absolventen von Baumanka aus dem Roskosmos-Unternehmen werden ohne Frage eingestellt. Die Frage ist, welches Gehalt. Manchmal können die Abteilungsleiter das Gehalt eines jungen Spezialisten auf ein akzeptables Niveau bringen, aber das Wachstum ist minimal, und meine Erfahrung zeigt, dass Sie sich in einem ungesunden Umfeld befinden, in dem verrückte Forschung und Entwicklung zehn Jahre andauern und sich in dieser Zeit alles ändert.
- Haben Sie Grundvoraussetzungen für eine Partnerschaft in Ihrem Projekt mit dem Ausland?Dies ist unser Plan und eine wesentliche Notwendigkeit, da wir für unsere Existenz einen Kunden brauchen, in Russland jedoch keinen. Wir nehmen an internationalen Konferenzen teil, knüpfen Kontakte zu Startups, die Geräte entwickeln. Außerdem entwickeln wir die Richtung für die Entwicklung von Subsystemen. Die Europäer luden uns ein, Kontrollsysteme in ihren Labors zu testen. Wir bauen auch Handelsbeziehungen mit China auf. Obwohl es ein Problem gibt, solche Produkte aus Russland zu exportieren, sind einige interne Beschränkungen sowohl seitens des Kunden als auch des Lieferanten enthalten.
Foto: www.avantspace.com- Was würdest du Ilona Mask fragen, wenn du ein persönliches Treffen hättest?- Ich möchte wirklich mit ihm über die Zukunft sprechen, über große internationale Projekte, die in 20 bis 30 Jahren relevant sein werden: Umlaufkraftwerke, Asteroidenbergbau, Weltraumtourismus - wie stellt er sich das vor?
Wie funktioniert es
Das Arbeitsfluid des Motors wird in die Ausstoßkammer eingespritzt. Der Motor kann mit Xenon, Argon, Krypton oder sogar Jod betrieben werden. Zu diesem Zeitpunkt werden Tests mit Xenon durchgeführt. Ein an einen HF-Generator angeschlossener Induktor erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld. Es wechselwirkt mit freien Ladungen in der Entladungskammer, und infolge von Kollisionen zwischen Partikeln werden Xenonatome ionisiert. Positiv geladene Ionen werden auf das ionenoptische System gerichtet, wo ein konstantes elektrisches Feld zwischen den Elektroden sie auf Dutzende von km / s beschleunigt. Der so erzeugte Ionenfluss erzeugt Traktion.
Das Gerät ist für Satelliten mit einem Gewicht von 50-500 kg ausgelegt. Mögliche Anwendungen sind nicht nur LEO (Low Earth Orbits), sondern auch Weltraummissionen mit großer Reichweite. Aufgrund des sehr hohen spezifischen Impulses verringert der Einsatz eines Triebwerks an Bord des Raumfahrzeugs die für die Mission erforderliche Treibstoffmenge und verlängert die Lebensdauer des Satelliten. Alle erforderlichen Subsysteme sind im GT-50-Paket enthalten. Die allgemeine Architektur des Systems ist modular, was es flexibel macht, und seine Integration in das Raumfahrzeug ist billiger und einfacher.
Foto: www.avantspace.com- Kosmonautik und alles, was damit zusammenhängt - es scheint eher eine Männerbranche zu sein. Wie viele Frauen arbeiten jetzt in diesem Bereich, wenn wir Russland nehmen? Kann man allgemein sagen, dass Männer und Frauen den gleichen Zugang haben?- Traditionell gibt es mehr Männer in der Branche, aber meiner Meinung nach haben unsere Leute lange verstanden, dass Frauen nicht unterschätzt werden dürfen. Ich glaube, dass die Industrie einen gleichberechtigten Zugang hat, seit ich in die Abteilung "Raketentechnik" der Staatlichen Technischen Universität Moskau eingetreten bin. Bauman, ich habe die Prüfungspunkte nicht nach Geschlecht reduziert. Ganz ehrlich, die Probleme der Geschlechtervorurteile beschäftigen mich äußerst selten.
- Sie sind heimlich von Ihren Eltern in den Ingenieurberuf eingetreten, obwohl Sie in Ihrer Kindheit beruflich im Turnen tätig waren. Warum? Wie haben Sie sich auf die Teilnahme vorbereitet?- Mit 15 Jahren habe ich eine Wirbelsäulenverletzung bekommen, die mit dem Sport unvereinbar ist, mein Horizont war eng und ich habe nicht genug Zeit für den Unterricht aufgewendet. Deshalb war Mathematik mein Favorit unter den Schulfächern Vorbereitung, um alles um 5 zu nehmen und sogar an den Olympischen Spielen teilzunehmen. Als ich plötzlich und unwiderruflich mit dem Training aufhörte, langweilte ich mich schrecklich, da ich es gewohnt war, jeden Tag 4 Stunden im Fitnessstudio zu verbringen, und mein ganzer Tag war in Minuten geplant. Aus Langeweile fing ich an, Probleme zu lösen und betrat das Lyzeum in Baumanka und dann die Universität. Ich habe es nicht im Verborgenen getan, sondern nur, dass meine Eltern viel gearbeitet haben und über meine Entscheidungen in Bezug auf die Tatsache, was erreicht wurde, herausgefunden haben. Ich entschied mich für eine Spezialität, die auf meinen jugendlich-romantischen Vorstellungen über den Weltraum beruhte, und in Verbindung mit der großen Begeisterung für die Welt, die mir im Lyzeum offen stand, nahm ich Informationen mit unglaublichem Appetit auf: Ich las die ganze Nacht Feynmans Vorträge und Nietzsches Werke. Wie alle Lyzeumsstudenten bereitete ich mich auf die Aufnahme vor und löste Hunderte von Problemen.
Meine Eltern waren schockiert, aber sie sagten mir nichts, nur ein paar Jahre später fand ich heraus, dass sie zu meinem Mathematiklehrer gingen, um mich vor schrecklichen Entscheidungen zu retten. Aber sie überzeugte sie anders. Jetzt verstehe ich, dass sie mich so sehr respektierten, dass sie nicht aufhörten, ich halte es für sehr weise.
- Du hast ein kleines Kind. Ist es schwierig, Beruf und Familie zu vereinbaren und wie funktioniert es?- Ja, das ist nicht einfach, ich musste strenges Zeitmanagement einführen, im Allgemeinen wird Sie kein Buch über persönliches Wachstum wie ein Kind pumpen. Aber Sie müssen verstehen, dass mein Leben auf der enormen Unterstützung meines Mannes und der ganzen Familie aufgebaut ist. Außerdem sind die Beziehungen in unserem Arbeitsteam sehr eng, wir haben ein gemeinsames Ziel, ich kann immer auf Verständnis und Versicherung zählen. Wenn es uns gelingt, wird es das Verdienst vieler Menschen sein.