Самарские студенты и аспиранты собираются отработать на орбите технологию формирования группировки малых спутников
Студенты и аспиранты Самарского университета им. Королёва разработали и испытают в космосе технологию управления роем пикоспутников — сверхмалых космических аппаратов.
До своей орбиты пикоспутники (размеры каждого из них — 49×49×96 мм) доберутся на борту наноспутника формата CubeSat 3U, который доставит своих "пассажиров" до нужного места и выпустит их там в свободное плаванье.
"Пикоспутники будут запущены на относительно низкую орбиту — высотой около 400 км. На низких орбитах имеется остаточная атмосфера, из-за которой спутники постепенно теряют высоту. Сила лобового сопротивления атмосферы зависит от "обтекаемости" космического аппарата, от площади его поперечного сечения: чем площадь больше, тем сильнее сопротивление, тем сильнее торможение. <…> Используя атмосферу как управляемый тормоз, мы можем изменять скорость и высоту орбиты спутника путем изменения его ориентации в пространстве: скорость и траектория спутника зависят от того, какой стороной он обращен по направлению полёта.", — рассказал Сергей Ивлев, главный конструктор спутниковой группировки, аспирант кафедры динамики полета и систем управления Самарского университета им. Королёва.
Ориентироваться по команде с Земли аппараты будут с помощью разработанной в университете миниатюрной системы ориентации (массой 40 г), снабженной четырьмя электродвигателями и блоком с магнитными катушками.
Как показывают расчеты, с помощью управляемого торможения группировку из восьми пикоспутников удастся расположить на орбите оптимальным образом примерно за неделю. Спутники, выпущенные из кубсата вместе, должны разместиться по орбите на одинаковом расстоянии друг от друга, что обеспечит оперативный мониторинг над заданным районом или объектом на Земле: спутники будут по очереди пролетать над нужной точкой, не выпуская ее из виду.
"В этом главная научная новизна проекта — пассивное разведение роя спутников и их выстраивание в упорядоченную орбитальную группировку. В отличие от традиционных методов, где изменение орбиты происходит за счет импульсных включений двигателя, данный подход позволяет выдерживать строй с помощью непрерывного изменения лобового сопротивления за счет изменения ориентации спутника. Есть здесь и экономический эффект — удешевление миссий по дистанционному зондированию Земли. Можно запустить целую группировку спутников, пусть и маленьких, по цене запуска одного кубсата", — отметил Сергей Ивлев.
Проект, реализуемый в Самарском университете им. Королёва, предполагает создание наноспутника-носителя формата CubeSat 3U и восьми пикоспутников. В качестве полезной нагрузки на пикоспутниках будут установлены фотокамеры. Научная программа полета включает обзорную фотосъемку Земли и отработку системы ориентации, а также межспутниковой системы связи и передачи данных. Особенностью разработанной схемы пикоспутников является использование на борту двух управляющих устройств — процессора, отвечающего за сложные и энергозатратные задачи (фотосъемка и ориентация аппарата), и микроконтроллера, ориентированного на базовую работу бортового компьютера — телеметрия, радиопередача, перепрограммирование процессора, отправка данных телеметрии по радиоканалу, принятие и обработка команд из центра управления полетами.
На данный момент в университете завершено проектирование элементов конструкции пикоспутников и кубсата-носителя, ведется сборка космических аппаратов. Завершить сборку планируется до конца 2026 года.
Источник
#россия