"КП" продовжує публікувати інтерв'ю з науковцями КПІ, які у складі наукової групи під керівництвом Бориса Рассамакіна розробили, виготовили і підготували до космічного старту наносупутник "PolyITAN-НР-30".
Сьогодні про свою роботу розповідає інженер НН ІАТЕ Артем Пінчук.
– Артеме, як і коли почали працювати в КПІ над розробкою наносупутників?
– Моя участь у розробці супутників розпочалася ще в Дніпропетровську (нині – Дніпро), де я жив і працював у КБ "Південне". Життя склалося так, що у 2009 році переїхав до Києва, де спочатку влаштувався на роботу, не пов'язану з космосом. Однак моє захоплення космічною тематикою далося взнаки, і у 2012 році я прийшов до КПІ. Саме тоді керівник наукової групи Борис Рассамакін підбирав людей для розробки, виготовлення і підготовки до запуску університетського наносупутника. Я вже мав певний досвід роботи в напрямі механіки польоту космічного апарата на орбіті – це і визначило мою подальшу участь у космічній програмі КПІ. І вже до самого 2014 року, коли відбувся запуск першого наносупутника, я брав участь у розробці його навігаційної системи.
– Які завдання виконували під час підготовки до запуску "PolyITAN-НР-30"?
– Головне моє завдання – перевірка всіх систем навігації і визначення орієнтації наносупутника. Майже повністю складений супутник з корисним навантаженням передають мені для перевірки функціонування всього того, що стосується систем навігації та орієнтації. Наприклад, випробовуючи систему навігації, я піднімався на дах нашого корпусу, підключав до нашого супутника свій ноутбук і спостерігав за сузір'ями навігаційних супутників, які літали над нами, через GPS-приймач нашого наносупутника. Перевіряв рівень прийому сигналу на двох антенах, що встановлено на протилежних панелях супутника. Існує і більш складний спосіб перевірки системи навігації, однак зважаючи на доведені нам терміни запуску, часу на його здійснення вже не було.
Одне з найважливіших завдань при перевірці системи орієнтації – це забезпечення стабілізації польоту супутника. Коли відбувається відділення супутника від ракети-носія, нікому не відомо, як він буде закручуватися. Тобто, спочатку ми повинні зупинити будь-яке його обертання. Для цього замикаються електромагнітні котушки. Обертання замкнених котушок у магнітному полі Землі приводить до наведення струму в них. Струм у котушках змушує їх працювати як електромагніти. Супутник стає подібним до стрілки компаса в невагомості. Виходить так, що магнітне поле Землі намагатиметься розвернути супутник в інший бік, ніж він обертається. Таким чином, спочатку я досягаю його мінімального обертання, а потім і зупиняю його. Отже, перше завдання – це зупинити обертання супутника.
Затим, залежно від корисного навантаження, треба його зорієнтувати. Для цього спочатку займаюсь визначенням його положення на орбіті, тобто які в нього координати в космічному просторі стосовно центру Землі. Знаючи ці координати і час, я можу розрахувати два вектори – це вектор магнітного поля Землі (є математична модель магнітного поля Землі) і вектор напрямку на Сонце на основі зоряного часу і координат. Уже знаючи ці два вектори в цій точці орбіти, я також вимірюю їх за допомогою датчиків магнітного поля і датчиків напрямку на Сонце. Маючи на руках розраховані і виміряні значення цих векторів, я вираховую два кути повороту. Необхідно, щоб вони збігалися. Власне, ці два кути і дозволяють зрозуміти, як супутник зорієнтований у космічному просторі. Після цього, вже керуючи струмом у котушках або змінюючи швидкість обертання маховика, я повертаю супутник так, як потрібно для його корисного навантаження – або за лінією його польоту, або щоб він дивився цим самим навантаженням на Землю.
Кілька слів про те, як проходить тестування. Наприклад, стабілізації. У нас у лабораторії є "клітка"-стенд з котушками, які симулюють магнітне поле Землі в космосі (див. фото). На звичайну волосінь я підвішую наносупутник і перевіряю, чи справді він зупинятиметься в магнітному полі Землі. Трохи його закручую, і супутник повинен зупинитися набагато раніше, ніж волосінь перекрутиться. Там само перевіряю, як супутник відпрацьовує орієнтацію. Тепер як імітатор Сонця використовую конструкцію звичайного театрального прожектора, однак лампу обираємо за спектром, наближеним до заатмосферного. Я підлаштовую ніби спеціальну орбіту під створені параметри Сонця і перевіряю, чи супутник орієнтується саме так, як нам потрібно.
– Під час польоту супутника цікавитесь, як на реальній орбіті поводить себе "PolyITAN-НР-30"?
– Обов'язково. Зазначу, що на першому супутнику було виявлено низку помилок у системі орієнтації – деякі точки орбіти вираховувались неправильно, провели недостатню перевірку перед відправкою. Далі таких помилок ми вже не припускалися і, сподіваюся, надалі взагалі в проєктах позбавимося так званих "дитячих болячок".
– Чи звертаєтеся ви до колег за порадами чи допомогою?
– Звичайно, звертаюся та користуюся допомогою, і не тільки КПІшників. Під час роботи над супутником доводилося звертатися до компаній, які працюють у Києві та за його межами, вони допомагали вирішувати певні проблеми. А ще – в Україні існує такий не дуже широкий космічний ком'юніті, де через спілкування я й сам можу комусь щось порадити, чи мені допомагають у з'ясуванні якогось питання.
– А ваші подальші плани пов'язані з космічною програмою КПІ?
– Уже працюю над наступними проєктами. Планується запуск супутника вже з камерою для того, щоб після відпрацювання системного керування орієнтацією він наводився на потрібні точки на поверхні Землі. Для мене це доволі серйозне завдання, і над ним працюю вже майже пів року.