СП №11

Студенческий микроспутник «Бауманец»

  Уже не новость, что с помощью микроспутниковых технологий можно качественно, быстро и надежно решать научные, народно-хозяйственные и даже оборонные задачи. За последнее время развитие таких технологий коснулось многих стран. Уменьшается элементная база аппаратов, все более серьезные задачи решаются с помощью малых КА и их группировок. К участию в проектах широко привлекаются университеты и научно-исследовательские институты.

  В американских вузах занятие микроспутниками стало обычным делом, которым занимаются студенты. Этим самым вузы и отрасль стремятся решать многие проблемы, в том числе и образовательные, такие как повышение интереса студентов к аэрокосмическим специальностям, подготовка молодых специалистов с высоким уровнем знаний и реальным опытом работы над проектами. В России, а точнее в МГТУ им. Н.Э. Баумана, тоже есть реальный пример создания студенческого микроспутника.

  Сложилась классификация космических аппаратов по их весовым характеристикам: пико- (до 1 кг), нано- (1-10 кг), микро- (10-100 кг), мини- (100-500 кг), малые (500-1000 кг) и большие (не более 1000 кг) аппараты.

  Работа над проектом малого космического аппарата началась в университете при Молодежном космическом центре (МКЦ) еще в 1997 году. Инициативная группа студентов МКЦ тогда решила спроектировать простой спутник для научных и радиолюбительских экспериментов. Со временем эта работа находила сторонников, спутник становился более «серьезным»: усложнялись научная полезная нагрузка аппарата и его системы.

  В декабре 2002 года вышел Указ Президента РФ о праздновании 175-летия МГТУ им. Н.Э. Баумана. Распоряжением Правительства РФ в программу мероприятий, запланированных к этой дате, была включена разработка и создание на базе Молодежного космического центра университета искусственного спутника Земли.

  Помощь студентам в этом проекте оказывает «НПО Машиностроения». МКЦ также сотрудничает по различным аспектам создания КА «Бауманец» с Институтом космических исследований Российской Академии Наук, КБ «Полет», Российским научно-исследовательским институтом космического приборостроения, Производственным объединением «Лептон», Научно-исследовательской лабораторией аэрокосмической техники г. Калуги и другими организациями.

  На сегодняшний день студентами проведен анализ проекта спутника и выработаны требования к бортовым системам, определен состав основной полезной нагрузки, предложено несколько вариантов компоновки, а также созданы программные комплексы, моделирующие движение КА на орбите, работу его систем, тепловых нагрузок и т.д.

  Разрабатываемый спутник будет иметь форму куба. Боковые поверхности будут покрыты панелями солнечных батарей. Аппарат конструктивно буде разделен на два отсека: полезная нагрузка и служебные системы. В отсеке полезной нагрузки будут размещаться цифровая камера для дистанционного зондирования Земли, радиопередатчик данных с камеры на Землю, аппаратура радиопросвечивания атмосферы.

  Отсек служебных систем будет вмещать в себя аппаратуру системы ориентации и стабилизации, энергопитания, бортового радиотехнического комплекса и т.д.

  Во время полета на аппарате будут отрабатываться перспективные алгоритмы стабилизации КА и перспективные технологии ракетно-космической техники. Он создается на уровне лучших мировых образцов. Ставка делается на миниатюризацию всех бортовых систем. С помощью разрабатываемой платформы возможно относительно оперативное проведение испытаний и отработки новых технологий: датчиков, бортовых систем управления и обработки данных, систем передачи данных, проведения экпериментов в области материаловедения, испытания элементной базы.

  По изображениям земной поверхности, которые будет получать камера дистанционного зондирования Земли, можно будет наблюдать за использованием природных ресурсов, контролировать экологическую ситуацию, получать географическую информацию, прогнозировать метеорологическую обстановку. Такая информация может быть полезна многим организациям: Министерству по чрезвычайным ситуациям, Росгидрометцентру, Министерству природных ресурсов. Особенно актуальна для огромных российских территорий, зачастую недоступных для наземных и даже для авиационных средств наблюдения, задача контроля за развитием чрезвычайных ситуаций (наводнений, лесных, тундровых пожаров и др.) и оперативного анализа их последствий. Она может быть решена за счет развертывания низкоорбитальной (Норб=600-1000 км) многоспутниковой (5-10 спутников единого типа) группировки КА, оснащенной широкозахватной многоспектральной аппаратурой наблюдения.

  Мобильный спутниковый терминал «Глобал Стар» позволит иметь практически постоянную связь с аппаратом, не зависящую от места нахождения спутника.

  По ходу эксперимента можно судить об ориентации спутника по нагреву наружных поверхностей КА солнечным излучением с помощью термодинамической системы ориентации и стабилизации. Текущую ориентацию спутник также будет определять с помощью солнечных датчиков и магнитометров. Стабилизация спутника будет осуществляться преимущественно пассивными системами, такими как гравитационная штанга, магнитные катушки и маховик. Помогать стабилизировать спутник будет волоконно-оптический гироскоп. Подобные гироскопы ранее устанавливались только на атмосферных ракетах, так как они «боялись» повышенной радиации. Предлагаемая модель должна продемонстрировать более высокую стойкость к условиям космического полета. В случае положительного результата прибор может быть использован и на других ракетно-космических системах.

  Одной из первых задач спутника является трансляция гимна МГТУ им. Н.Э.Баумана в честь празднования 175-летия университета. Трансляция пройдет в режиме реального времени в любительском радиодиапазоне.

  Для выполнения всех поставленных задач аппарат планируется вывести на солнечно - синхронную орбиту с наклонением 98о и высотой 650 км. Такая орбита выбрана исходя из требований обеспечения выполнения задач дистанционного зондирования Земли, обеспечения радиационной безопасности работы бортовых систем и умеренной деградации панелей солнечных батарей, а также для повышения помехоустойчивости связи с КА.

  Вывод КА будет осуществлен конверсионным ракетоносителем «Днепр» совместно с другими аппаратами – «попутчиками». Предполагается, что наш спутник проработает на орбите не менее года.

  У Молодежного космического центра существует реальный опыт получения снимков Земли со спутников. Он был приобретен в результате кооперации с ИТЦ «СканЭкс», который предоставил свою приемную станцию для работы с информацией со спутников серии NOAA. (Интернет-сайт получил название "Россия - Европа: Взгляд из космоса". Проект обеспечивал пользователей интернет-доступом к снимкам земной поверхности.) Эта станция и будет использована для работы с разрабатываемым КА.

  В настоящее время студенты в МКЦ занимаются разработкой микроспутника по таким направлениям, как полезная нагрузка, система электропитания, система стабилизации, система терморегулирования, телеметрия и телекоманды. Проект строится на принципе прямого участия студентов во всех стадиях разработки и эксплуатации спутника, начиная с постановки задачи и заканчивая его изготовлением и работой. При разработке проекта появилось много научных задач, специфических для создания микроспутника, в решении которых принимают участие студенты различных специальностей университета при выполнении курсовых и дипломных проектов под руководством преподавателей кафедр. Ребята из МКЦ работают также со специалистами в данных областях разработок, занимаются организационными вопросами создания инновационных экспериментов, постоянно участвуют в российских и зарубежных конференциях и выставках.



А.Н. Линчик
<<<      >>>