Ви є тут

Вісті з космічної орбіти


Вісті з космічної орбіти

Півроку тому, 26 травня, на навколоземну орбіту був запущений наносупутник "PolyITAN-2-SAU". Це вже другий наносупутник, спроектований і виготовлений у КПІ ім. Ігоря Сікорського під керівництвом ст.н.с., к.т.н. Бориса Рассамакіна. На відміну від першого наносупутника нашого університету – "PolyITAN-1", який вийшов на задану орбіту через годину після старту ракети-носія, "PolyITAN-2-SAU" розпочав самостійний політ не відразу. Спершу 18 квітня ракета "Atlas V", що стартувала на мисі Канаверал (США), вивела на навколоземну орбіту вантажний космічний корабель "Cygnus CRS OA-7", де знаходились контейнери з 28 університетськими наносупутниками з 19 країн. 22 квітня корабель пристикувався до Міжнародної космічної станції (МКС). А через місяць – з 24 по 26 травня –  японський робот-маніпулятор у визначених місцях і у визначений час відправляв наносупутники з МКС на їхні орбіти.  "PolyITAN-2-SAU" розпочав самостійний політ 26 травня о 6 годині ранку за київським часом.

У зв'язку з півріччям запуску наш кореспондент поцікавився у наукового керівника проекту QB50 Бориса Рассамакіна про те, як проходить політ наносупутника і які його перспективи.

– Наш апарат "PolyITAN-2-SAU" – частина проекту QB50, штаб-квартирою якого є Інститут гідродинаміки фон Кармана (Бельгія). Там же розташовується Центр обробки та архівування даних (DPAC).

У проекті планувалося задіяти 50 університетських наносупутників. На орбіту було виведено 36 (з них 28 – американським ракетоносієм "Atlas V" і 8  – індійським ракетоносієм PSLV). Чому 36, а не 50? Тому, що не всі університети, які планували виготовляти і запускати наносупутники, змогли довести ці плани до реалізації. Слід сказати, що з 36 виведених на орбіту наносупутників станом на початок листопада в робочому стані залишилося лише 14. І те, що серед цих 14 – наш, свідчить про належний рівень роботи нашої команди.

Головне призначення наносупутників, що входять до угрупування QB50, – дослідження нижньої термосфери Землі. Термосфера – це та частина земної атмосфери, яка простягається з висоти 80-90 км до висоти 800 км. Дослідження заплановано проводити на висотах 300 км (перші експерименти) і 200 км (другий експеримент). Крім того, на замовлення організаторів, пройдуть спеціальні експерименти на менших висотах –  до 90 кілометрів.

Звичайний супутник на таких висотах довго не втримається. Через великі габарити за кілька місяців він опуститься нижче 90 км і згорить у щільних шарах атмосфери. Наносупутники стандарту CubeSat (маса від 1 до 10 кг) мініатюрні (наш, наприклад, важить усього лише 1,964 кг), тому можуть тривалий час виконувати завдання на низьких орбітах.

Зараз "PolyITAN-2-SAU" знаходиться на відстані 382 кілометри від поверхні Землі, висота його польоту поступово знижується. Ми вважаємо, що він пропрацює ще близько двох років.

– Скільки часу пішло на створення цього наносупутника?

– Його розробка розпочалась у 2012 році. Ми тоді подали заявку в Європейське космічне агентство на участь у проекті QB50 з вивчення термосфери за допомогою університетських наносупутників. Потрапити в нього виявили бажання колективи з-понад 70 вищих навчальних закладів різних країн світу. Ми успішно пройшли всі етапи відбору. Для проекту QB50 ми майже все зробили самі: розробили і зібрали апарат, автономно і комплексно його тестували, провели приймально-здавальні динамічні і термовакуумні випробування, написали для нього комп'ютерні програми. Ми також спроектували і виготовили з вуглепластика каркаси сонячних батарей, що встановлені на наносупутнику. Поставили на нього датчики Сонця, за їх допомогою можна визначати положення апарата на орбіті. Встановили вітчизняні GPS/GLONASS-приймачі (розробник ТОВ "Навис-Україна"), для яких самі створили спеціальне програмне забезпечення. Приймально-здавальні термовакуумні випробування наносупутника проводили в термовакуумній камері, яка є на теплоенергетичному факультеті КПІ ім. Ігоря Сікорського. В камері імітуються умови космосу – вакуум, низька температура (мінус 194 градуси за Цельсієм), зовнішні впливи Сонця і Землі.

Сорок відсотків витрат на створення "PolyITAN-2-SAU" взяли на себе наші інвестори – китайський аерокосмічний університет  і Kalinin invention fund (Україна). Також нашими спонсорами є компанія "Боїнг-Україна" і фірма "Діона Ltd.".

Зауважу, що "PolyITAN-2-SAU" став нашим другим наносупутником, виведеним у космос. Перший – "PolyITAN-1" – масою 1080 грамів був виведений на орбіту в червні 2014 року, і до цього часу ми отримуємо з нього сигнали. Нині працюємо над третім, четвертим і п'ятим.

На даху корпусу № 5 нашого університету розташований комплекс для зв'язку з наносупутниками. У лабораторії теплових труб обладнано центр космічного зв'язку.

– Чим ви займалися після виведення "PolyITAN-2-SAU" на орбіту, і які заплановано експерименти?

– Приблизно 10 тижнів були присвячені введенню в експлуатацію, за погодженням з Інститутом фон Кармана, електронної платформи наносупутника "PolyITAN-2-SAU" і датчика-сенсорного блоку – мас-спектрометра потоку космічної плазми FIPEX (його виготовлено в Технічному університеті Дрездена (Німеччина).

Уся наукова програма QB50 ділиться на дві окремі фази збору наукової інформації. Перша фаза досліджень розпочнеться після того, як угрупування наносупутників QB50 (чи хоча б 80% з діючих) досягне 300-кілометрової висоти. Розрахунки показують, що це відбудеться через 10 місяців після розгортання з МКС. Далі ми маємо працювати з датчиком FIPEX протягом 60 днів через день. У перервах можемо досліджувати й інші корисні навантаження – датчики Сонця, маховик, приймач GPS/Glonass, програмне забезпечення та ін.

Після цього дослідження припиняться на кілька місяців, щоб дочекатися, коли 50% активних CubeSats досягнуть 200-кілометрової висоти. Під час цього другого етапу CubeSats знову повинні отримувати дані по FIPEX протягом 60 днів через день.

Також заплановано три різних спеціальних типи експериментів: Syncro, Target і HighFreq.

Syncro – це синхронний експеримент з аналізу термосфери. Його результати допоможуть не тільки скласти детальне уявлення про довгохвильові явища в термосфері, а й отримати велику кількість даних вимірювань у певних шарах атмосфери.

HighFreq – експерименти з досліджень флуктуації атмосфери датчиками з максимально можливою частотою опитування (високочастотний аналіз-HighFreq).

Target – калібрування датчиків у польоті. Це необхідно виконувати через високу мінливість термосфери у часі.

Для полегшення координації наукових операцій створюється штаб-квартира QB50, що пересилатиме сценарії операцій командам, які керують роботою наносупутників. Команди отримуватимуть 7 сценаріїв за тиждень до початку вимірювань і повинні будуть завантажити сценарії на своїх CubeSats. Отримані дані передаватимуть у Центр обробки та архівування даних.

Відпрацювання підсистем наносупутника "PolyITAN-2-SAU" і дослідження впливу на них зовнішнього середовища продовжуються. Всі випробування до сьогоднішнього дня були успішними. Тому, враховуючи результати випробувань нашого першого наносупутника,  можна стверджувати, що наносупутник "PolyITAN-2-SAU" є високоефективною електронною платформою для проведення випробувань у космосі.

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій