Стратосфера – это воздушное пространство, где вне досягаемости капризов погоды и выше пассажирских маршрутов, фактически на эксклюзивных правах летают лишь самолеты-разведчики. Теперь этот слой атмосферы стал полем конкурентной борьбы между авиационными и технологическими гигантами, полагающими, что высотные беспилотные аппараты на солнечной энергии могут иметь больше преимуществ, чем обычные спутники. В частности, они дешевле, обладают большей маневренностью и их проще эксплуатировать.
Дочерние предприятия компаний Airbus SE, Boeing Co. и японского технического конгломерата SoftBank Group Corp. разрабатывают беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые могут находиться в автономном полете в стратосфере в течение нескольких месяцев, делая фотографии поверхности Земли или обеспечивая работу интернет-сервисов с высоты 18 тыс. м или более.
Ставка делается на то, что благодаря такой технологии могут появиться новые рынки, где спрос будет со стороны как военных, так и коммерческих организаций.
Впрочем, развитие этого направления было непростым с самого начала. В марте БПЛА Zephyr S компании Airbus, использующей аэродром в Северной Австралии в качестве своего первого стратосферного порта, был прерван после того, как, преодолев нижние слои атмосферы, беспилотник попал в зону плохих метеоусловий.
По сообщению официального представителя авиационных властей Австралии, летательный аппарат, внешне напоминающий безмоторный планер, был полностью уничтожен. Впрочем, Airbus уже запланировала на конец этого года еще один испытательный полет.
Вообще, в создании БПЛА одной из наиболее сложных технических задач является разработка аппарата, который при минимальном весе имел бы достаточно длинные крылья, чтобы создавать подъемную силу для барражирования в разреженном пространстве стратосферы.
Регуляторы также хотят быть уверенными в том, что летательный аппарат безопасен, прежде чем сотни таких устройств поднимутся в небо. По мнению ряда исследователей, услуги, аналогичные стратосферным дронам, будет оказывать и новое поколение недорогих и достаточно портативных спутников.
«Тот факт, что такие БПЛА должны иметь низкий вес и быть при этом такими огромными, является серьезным ограничивающим фактором, – говорит Грэхем Уайлд, старший преподаватель по аэрокосмическому инжинирингу и авиации Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT). – Хрупкая конструкция летательного аппарата представляет определенные сложности», – говорит он, отмечая, что в разреженной атмосфере большую опасность может представлять сильная турбулентность.
Тем не менее исследовательская компания NSR в своем прошлогоднем отчете сообщила, что высотные летательные аппараты, включая стратосферные беспилотники, воздушные шары и дирижабли, в следующие 10 лет могут принести прибыль в размере $1,7 млрд. Также в компании подсчитали, что в настоящее время на стадии реализации находятся по меньшей мере 40 программ по разработке таких аппаратов.
Согласно данным из этого отчета, прилагаемые сегодня усилия финансируются намного лучше, чем это было в начале 1990-х годов, когда также предпринимались попытки коммерциализировать стратосферные летательные аппараты.
«Мы рассматриваем это направление как перспективное», – комментирует аналитик NSR Шивапракаш Муруганадхам.
Скорее всего, при таком развитии событий беспилотники станут дополнительными элементами существующих спутниковых сетей.
По данным Европейского космического агентства, которое активно изучает эту технологию, беспилотники могут быть использованы как ретрансляторы между спутниками и наземными станциями для улучшения передачи данных, а также для сокращения необходимой инфраструктуры как на земле, так и в космосе.
По словам Софи Томас, курирующей в Airbus программу Zephyr, после мартовского испытания компания не стала менять конструкцию летательного аппарата, вместо этого сосредоточив усилия на совершенствовании правил эксплуатации.
Первый испытательный полет этой модели в прошлом году в Аризоне длился 26 дней. Размах крыльев дрона составил 24,4 м, вес – около 75 кг, а благодаря использованию пропеллеров на солнечной энергии автономный полет проходил на высоте около 23 тыс. м.
Чтобы запустить в полет нынешнюю модель Zephyr, нужны четыре человека, так как запуск осуществляется вручную, а подъем до стратосферы занимает примерно восемь часов. Однако Airbus уже заявил о том, что работает над созданием механической пусковой установки. За день БПЛА способен преодолевать расстояние в 1770 км, заряжая свои батареи в дневное время, что позволяет продолжать полет и ночью.
Теоретически в случае, если во время полета летательный аппарат останется совсем без энергии, ему понадобится всего 90 минут, чтобы спуститься вниз и покинуть пределы стратосферы. Как рассказал в интервью незадолго до испытаний в Австралии главный дизайнер Zephyr Пол Стивенс, спуск БПЛА будет напоминать падение пера. По его словам, в устройстве нет значительного центра тяжести, поэтому при столкновении с чем-либо он не может нанести существенный урон.
«Скорее всего, это будет напоминать столкновение с голубем. Играя в регби, люди сталкиваются друг с другом с куда большей кинетической энергией, чем та, которой обладает Zephyr», – говорит Стивенс.
Не все попытки разработать стратосферные беспилотники были успешными. Компания Facebook провела два полномасштабных испытания своего БПЛА Aquila, напоминающего ультратонкий бомбардировщик-невидимку. Однако в прошлом году программа была закрыта. Как сообщила компания, это было связано с тем, что аэрокосмические гиганты также инвестируют в создание аналогичных летательных аппаратов.
Ранее Facebook заявляла, что будет развивать эту технологию в сотрудничестве с другими компаниями, включая Airbus.
Дочернее подразделение Boeing – компания Aurora Flight Sciences должна была провести первое летное испытание своего БПЛА Odysseus этой весной. Однако официальный представитель компании отказалась говорить о том, проводилось ли испытание в реальности, отметив только, что программа по-прежнему «активна».
В этом же направлении двигаются и другие компании. В августе подразделение Soft Bank – HAPSMobile – заявило, что получило разрешение от федерального регулятора провести летное испытание БПЛА HAWK 30 в стратосфере над гавайским островом Ланаи.
Теперь компания намерена до конца марта следующего года провести летное испытание беспилотника с размахом крыльев 46 м, который благодаря сразу 10 пропеллерам способен развивать скорость до 113 км в час.
Ранее заявляв о сотрудничестве с Facebook, HAPSMobile пытается диверсифицировать свои риски. В частности, не так давно компания инвестировала $125 млн в подразделение холдинга Alphabet – Loon, которое занимается запуском высотных аэростатов. Loon заключила контракт с телекоммуникационной компанией из Кении для обеспечения связи и планирует запустить услугу уже в этом году.
Как сообщил представитель Loon, вполне вероятно, что в будущем аэростаты от Loon и беспилотники HAPSMobile для обеспечения связи будут работать в тандеме.
