7 ключевых космических технологий: тренды 2025 года

Анализ глобальных трендов в сфере космических исследований указывает на возрастающий интерес к космическим технологиям со стороны как государственных организаций, так и частного бизнеса, который выступает не только разработчиком отдельных технологических решений, но и инвестором.

Так в июле 2024 г. подписан закон Российской Федерации о государственно-частном партнёрстве в сфере космической деятельности. Ниже приведён перечень ключевых космических технологий, подготовленный австрийской консалтинговой компанией StartUs-Insights, на активное развитие которых в 2025 г. указали 2162 компании зарубежных стран:

1. Малоразмерные спутники (Small satellites)
2. Инновационные системы космической связи (Novel space communication systems)
3. Управление космическим движением (Space traffic management)
4. Интеллектуальные двигательные установки для спутников (Smart propulsion)
5. Горные работы на астероидах и планетах (Space mining)
6. Низкоорбитальные спутники (Low orbits satellites)
7. Космические данные (Space data)

Малоразмерные спутники стали ведущим трендом в числе наиболее перспективных космических технологиях. Миниатюрные размеры таких спутников позволяют создавать экономически эффективные конструкции в виде интегрированных группировок, а достижения в области промышленных технологий обеспечивают массовое производство и возможности выполнять задачи, обычно сложные для больших спутников, в том числе, беспроводные сети связи, научные наблюдения, сбор данных, зондирование Земли.

Ожидается, что к 2029 году объем зарубежного рынка малых спутников, включая так называемые пикоспутники и наноспутники, достигнет 260,56 млрд долл. США, а темпы роста в течение прогнозного периода составят 9,38%.

Одним из важных трендов в отрасли космических технологий — создание инновационных систем космической связи, включая, ретрансляционные системы лазерной связи, системы малых и экономичных спутников CubeSat, квантовое распределение ключей (QKD) в системах космической связи для создания защищённых каналов связи с использованием принципов квантовой механики. Одна из новейших разработок в области космической связи — проект создания спутника связи между Землёй и Луной. Расположенный вблизи Луны такой спутник-ретранслятор будет эффективнее систем оптической и радиосвязи.

Увеличение количества спутников, а также космического мусора на орбите Земли ставит вопрос о совершенствовании управления космическим движением. Одним из перспективных технологических решений в этом направлении являются встроенные системы предотвращения столкновений, способные автономно корректировать орбиту спутника на основе алгоритмического анализа угроз. Также в разработке находятся системы удаления мелкого космического мусора, использующие технологии компьютерного зрения, искусственного интеллекта и интернета вещей (IoT). Такие системы будут наиболее эффективны вблизи крупных действующих спутников и космических станций.

Один из важнейших трендов в отрасли космических технологий — разработки интеллектуальных двигательных установок, основное назначение которых — автоматическая корректировка орбиты спутника без команды с Земли. Кроме того, речь идет об экологически нейтральных двигателях — об электрических двигательных установках, создающих корректирующий импульс за счет разгона жидкой субстанции до высоких скоростей, а также о так называемых «зелёных» двигательных установках, использующие экологически чистые топливо, такое как водород и кислород. Двигательные системы на основе йода также привлекают внимание благодаря своей эффективности и компактности, что делает их подходящими для больших спутников. Французская компания ThrustMe предлагает электрическую космическую силовую установку, использующую йод в качестве движителя (propellant).

Идея о добыче полезных ископаемых на астероидах и малых планетах находит своё воплощение в проектировании роботизированных комплексов для бурения и добычи минералов, а также технологий для обнаружения и дистанционной оценки ресурсов. Одно из решений проблемы поиска подходящих для разработки планет и астероидов — создание и позиционирование на высоких орбитах малых спутников, оснащённых камерами и сенсорами.

Основное преимущество низкоорбитальных спутников, в основном, малоразмерных, заключается в том, что их орбиты могут находиться на высоте от 160 до 1000 км в любой плоскости, а не только экваториальной, что позволяет охватить зондированием и системами связи практически всю поверхность Земли. Низкие орбиты позволяют развернуть специальные системы связи с повышенным уровнем сигнала и сниженной задержкой для обеспечения надёжной передачи данных. В настоящее время внедряются инновационные технологии мониторинга состояния низкоорбитальных спутников, отслеживающих и поддерживающих их рабочее состояние, используя передовую диагностику и предиктивное обслуживание.

Одно из приоритетных направлений космических технологий в настоящее время — создание больших группировок низкоорбитальных спутников, используемых для связи, разведки, зондирования Земли и других приложений, связанных с получением изображений. При больших объёмах данных, получаемых от таких группировок, возникает необходимость в быстром анализе информации и принятии управленческих решений. Быстрая и точная интерпретация огромных потоков информации из космоса зависит от интеграции технологий искусственного интеллекта для анализа больших данных и технологии блокчейн для защиты с наземными станциями слежения и обработки данных.