Университет Решетнёва готовит к запуску на орбиту космический спутник нового поколения

Год назад Университет Решетнёва вместе с другими двенадцатью ведущими аэрокосмическими вузами страны вошел в космическую программу, реализуемую Фондом Бортника. В рамках этого проекта под названием «Дежурный по планете» конструируются и выводятся на орбиту малые космические аппараты, наделенные уникальными функциями. Как идет работа над созданием кубсата, как он будет вовлечен в работу НОЦ «Енисейская Сибирь» и при чем тут красноярские школьники - в комментариях Дмитрия Зуева, аспиранта Университета Решетнёва, сотрудника лаборатории «Малые космические аппараты»

Тесная орбита

— Дмитрий, кто-нибудь знает, сколько сегодня спутников в околоземном пространстве?

— Их, например, отслеживает командование воздушно-космической обороны Северной Америки (North American Aerospace Defense Command, NORAD). Они выкладывают координаты спутников, и это уже порядка нескольких тысяч. Один только Илон Маск больше 1500 аппаратов вывел к настоящему моменту. При том, что до этого было уже примерно более трех тысячи рабочих спутников. OneWEB разворачивает 600 спутников, вовлечены другие структуры.

— Получается, любой захотел и запустил свой спутник? Как это регулируется?

— Регуляторы есть в каждой стране. По меньшей мере, сначала надо зарегистрировать радиочастоты, получить право на их пользование. В зарубежной практике есть еще требование о том, чтобы спутник после эксплуатации был сведен на низкие высоты, чтобы он сгорел в атмосфере, либо выведен на орбиту захоронения. При запуске на геостационарную орбиту должны быть места для спутника, т.к. она самая загруженная и востребованная, поэтому существуют правила выделения слотов. Стационарная орбита самая востребованная для спутников связи, телевидения. Мест на этой орбите уже не очень много.

— Поэтому у небольших по размерам спутников больше перспектив? Что считается малым космическим аппаратом?

— Размеры у них разные. Самые большие это как раз геостационары – спутники связи, спутники ДЗЗ (дистанционного зондирования земли). В музее Университета Решетнёва можно на них посмотреть в натуральную величину. Они иногда могут весить несколько тонн!

Малые космические аппараты считаются по массе. За рубежом малыми считаются те, что меньше 500 кг, у нас - меньше тысячи кг. Это примерно размер стандартного холодильника.

Тот, который мы делаем, по размерам - 30 см на 10 см на 10 см. Малый аппарат – это общее название, по- английски - small satellites (международный слэнговый термин smallsats). Это все, что меньше 500 кг. А дальше уже начинается деление – миниспутники, микроспутники, наноспутники, пикоспутники. У нас - наноспутник, он попадает в разряд от 1 до 10 кг

— Как Университет Решетнёва попал в программу Фонда Бортника?

— Пару лет назад центр Сириус в Сочи запускал два кубсата, которые собирали с участием школьников. Это была проба пера, и по результату российский Фонд Бортника (Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере) объявил космическую программу, оповестил все вузы. Мы, естественно, подали заявку. Положительный ответ пришел для нас и еще для 12 российских вузов, в том числе, например, МГУ, Тюмень и т.д. И все сто будут создаваться вузами. Немаловажно, что недавно Фонд оповестил о продлении этой программы еще на 3 года и планирует еще 100 аппаратов запустить! Это открывает новые перспективы!

Мы начали работать в ноябре 2020 года. В рамках этого проекта школьники еще один год поработают с этим аппаратом. Дальше аппарат уже будет работать по другой экспериментальной программе, которую опять же могут определить школьники. Мы заложили возможности проводить новые эксперименты на борту, реконфигурируя его работу с помощью нового программного обеспечения.

Готовим смену!

— Проект увязан со школьниками!?

— Это основное условие конкурса. Фонд Бортника хочет привлечь большое количество школьников в космическую деятельность. Поэтому основная задача этих спутников – это предоставить инструментарий школьным командам, чтобы они могли получить данные из космоса, обрабатывать их, делать какие-то выводы.

— Кто они, эти школьники?

— Это школьники нашего Красноярского края, учащиеся школы космонавтики, аэрокосмической школы, кванториума. Они для программы командами зарегистрировались, это наши первые школьники. Это человек 20-30 плюс еще несколько классов общеобразовательных школ, которые иногда приезжают на экскурсии, слушают наши лекции, и в будущем создадут свои команды. Мы будем расширять такую работу. Как ребята будут работать с кубсатом? Когда пойдут данные с запущенного аппарата, школьники, будут их обрабатывать, делать свои научные проекты, будут пользоваться данными кубсата.

— У них есть реальный интерес?

— Да такие есть! Хотя у большинства есть понятный страх, что это сложно, трудно. Но у нас есть кураторы - студенты, преподаватели, аспиранты нашего вуза. Они будут со школьниками работать, помогать им.

Космическая лаборатория ReshuUCube

— Подробнее расскажи о спутнике, для чего он предназначен?

— Наш спутник мы назвали ReshuUCube (Reshetnev University Cubesat). Строго говоря наш спутник - это космическая лаборатория. На нем установлено большое количество датчиков, спецаппаратуры. На его базе можно проводить широкий спектр экспериментов, в том числе - мониторинг радиации. Там стоят процессоры, за сбоями которых можно следить, масса термодатчиков, можно смотреть, как, например, происходит тепловыделение процессоров, растекается тепло по самой полезной нагрузке. Будет у нас камера, будет магнитометр...

Но в чем уникальность аппарата? Суть в том, что обычно космическая миссия заточена под конкретную задачу. Сделали эксперимент и все – спутник не нужен, уничтожен. А наша концепция в том, что у нас много экспериментов, и они реконфигурируются. То есть мы можем новый софт написать и залить его на борт, чтобы он реконфигурировал работу датчиков под какой-то эксперимент. Первую очередь экспериментов провели, получили результат, теперь инструментарий свободен, можно что-то делать следующее, либо вносить какие изменения в предыдущий. Например, мы изучали тепловыделение процессоров, количество сбоев памяти в зависимости от радиации. Потом мы можем залить новое программное обеспечение или, например, тестировать сжатие информации, либо сбоев какой-то определенной части процессоров, настроить физические датчики, чтобы они измеряли синхронно какой-то параметр.

— Мониторинг лесов входит в его функционал?

— Там для этих целей есть камера. Как там Армстронг говорил – это маленький шаг для меня, но большой шаг для человечества? Получается, это наш первый маленький шажок, а дальше мы будем развивать это движение. Раз Фонд Бортника заявил, что будет продлевать программу, мы будем участвовать!

— Вопрос о мониторинге леса неслучаен. Университет Решетнёва – участник климатического проекта НОЦ «Енисейская Сибирь», и логично использовать наш спутник в целях этого проекта!

— Дело в том, что в России группировка метеорологических спутников достаточно мала и находится в процессе расширения. В США, например, это дело широко поставлено. Там много коммерческих компаний со своими группировками малых спутников, которые под 100 кубсатов насчитавают даже. Они собирают метеорологическую информацию и потом её продают, и аналитику на базе этих данных тоже. Много домашних метеостанций, которые по интернету метеорологам данные скидывают, чтобы у них была информация для моделей прогноза.

Нам со спутником надо начать, чтобы потом на основе имеющегося опыта решать задачу. Если поставят задачу мониторинга космической погоды или метеоданных, будем решать!

Уже скоро!

— Сколько еще есть времени для проекта?

— Очень сжатые сроки, пуск через несколько месяцев. По нашим бессонным глазам, видно, что мы сейчас работаем 24 на 7!

— Большая команда?

— Порядка десяти человек являются сотрудниками научно-производственной лаборатории «Малые космические аппараты». Процесс создания космического аппарата – это нелегко, поэтому еще несколько других лабораторий и кафедр задействованы: кафедра технической физики, кафедра безопасности информационных технологий, лаборатория «Плазхим», Студенческий Центр Управления Полетами. Я бы сказало, не лаборатория «Малые космические аппараты», а лаборатория «Малые космические аппараты и друзья».

— Это для тебя первый спутник?

— Я этой тематикой занимаюсь с третьего курса бакалавриата. Но полетит первый

— Сам процесс полета как выглядит?

— Полетит большой спутник. У ракеты есть запас по массе, и на ней можно разместить пусковые контейнеры, такой пружинный пистолетик.

Туда загружается кубсат, крышка закрывается. Когда ракета полетит, все будет на разгонном блоке. В нужный момент будет команда на раскрытие крышек. Наши спутники вытолкнут, а большой спутник полетит дальше на нужную ему орбиту

Такой полет на ракете называется ride sharing или piggyback (с англ «на плечах»). По-русски называется «запуск попутным грузом». Летят большие космические аппараты на ракете и туда добавляют несколько малых аппаратов в довесок

— Гарантия на срок деятельности есть? На сколько лет он рассчитан?

— До его сгорания в верхних слоях атмосферы пройдет 2-3 года. Это физический лимит. Я надеюсь, он доработает до этого времени. Если поставить двигатель, будет лучше, но … это другая задача. По запуску - у нас посредник Главкосмос – одна из структур Роскосмоса . У Фонда Бортника есть с ними договоренность. Естественно, много рисков, пуск может сдвинуться, что-то еще, риски в космической деятельности всегда есть. Но мы все равно сделаем этот маленький шажок ради больших шагов в будущем!

#ReshU #sibgu #Reshetnev_University #Минобрнауки

Фото: Университет Решетнёва

По материалам Университета Решетнёва