"КП" продолжает публиковать интервью с учеными КПИ, которые в составе научной группы под руководством Бориса Рассамакина разработали, изготовили и подготовили к космическому старту наноспутник "PolyITAN-НР-30".
Сегодня о своей работе рассказывает инженер УН ИАТЭ Артем Пинчук.
– Артем, как и когда начали работать в КПИ над разработкой наноспутников?
– Мое участие в разработке спутников началось еще в Днепропетровске (ныне – Днепр), где я жил и работал в КБ "Южное". Жизнь сложилась так, что в 2009 году переехал в Киев, где сначала устроился на работу, не связанную с космосом. Однако мое увлечение космической тематикой сказалось, и в 2012 году я пришел в КПИ. В это время руководитель научной группы Борис Рассамакин подбирал людей для разработки, изготовления и подготовки к запуску университетского наноспутника. У меня уже был определенный опыт работы в направлении механики полета космического аппарата на орбите – это и определило мое дальнейшее участие в космической программе КПИ. И уже до самого 2014 года, когда состоялся запуск первого наноспутника, я участвовал в разработке его навигационной системы.
– Какие задачи выполняли при подготовке к запуску "PolyITAN-НР-30"?
– Главная моя задача – проверка всех систем навигации и определение ориентации наноспутника. Почти полностью составленный спутник с полезной нагрузкой передают мне для проверки функционирования всего, что касается систем навигации и ориентации. Например, испытывая систему навигации, я поднимался на крышу нашего корпуса, подключал к нашему спутнику свой ноутбук и наблюдал за созвездиями навигационных спутников, летающих над нами, через GPS-приемник нашего наноспутника. Проверял уровень приема сигнала на двух антеннах, установленных на противоположных панелях спутника. Существует и более сложный способ проверки системы навигации, однако ввиду заданных нам сроков запуска времени на его осуществление уже не было.
Одна из важнейших задач при проверке системы ориентации – это обеспечение стабилизации полета спутника. Когда происходит отделение спутника от ракеты-носителя, никому не известно, как он будет закручиваться. То есть сначала мы должны остановить любое его вращение. Для этого замыкаются электромагнитные катушки. Вращение замкнутых катушек в магнитном поле Земли приводит к наведению тока в них. Ток в катушках заставляет их работать как электромагниты. Спутник становится похожим на стрелку компаса в невесомости. Выходит так, что магнитное поле Земли будет пытаться развернуть спутник в другую сторону, нежели он вращается. Таким образом, сначала я достигаю его минимального вращения, а затем и останавливаю его. Итак, первая задача – остановить вращение спутника.
Затем, в зависимости от полезной нагрузки, нужно его сориентировать. Для этого сначала занимаюсь определением его положения на орбите, то есть какие у него координаты в космическом пространстве по отношению к центру Земли. Зная эти координаты и время, я могу рассчитать два вектора – вектор магнитного поля Земли (есть математическая модель магнитного поля Земли) и вектор направления на Солнце на основе звездного времени и координат. Уже зная эти два вектора в этой точке орбиты, я измеряю их с помощью датчиков магнитного поля и датчиков направления на Солнце. Имея на руках рассчитанные и измеренные значения этих векторов, я вычисляю два угла поворота. Необходимо, чтобы они совпадали. Собственно эти два угла и позволяют понять, как спутник ориентирован в космическом пространстве. После этого, уже управляя током в катушках или изменяя скорость вращения маховика, я поворачиваю спутник так, как нужно для его полезной нагрузки – либо по линии его полета, либо чтобы он смотрел этой же нагрузкой на Землю.
Несколько слов о том, как проходит тестирование. К примеру, стабилизации. У нас в лаборатории есть "клетка"-стенд с катушками, симулирующими магнитное поле Земли в космосе (см. фото). На обычную леску я подвешиваю наноспутник и проверяю, действительно ли он будет останавливаться в магнитном поле Земли. Немного его закручиваю, и спутник должен остановиться гораздо раньше, чем леска перекрутится. Там же проверяю, как спутник отрабатывает ориентацию. Теперь в качестве имитатора Солнца использую конструкцию обычного театрального прожектора, однако лампу выбираем по спектру, приближенному к заатмосферному. Я подстраиваю будто специальную орбиту под созданные параметры Солнца и проверяю, ориентируется ли спутник именно так, как нам нужно.
– Во время полета спутника интересуетесь, как на реальной орбите ведет себя "PolyITAN-НР-30"?
– Обязательно. Отмечу, что на первом спутнике было обнаружено ряд ошибок в системе ориентации – некоторые точки орбиты рассчитывались неправильно, провели недостаточную проверку перед отправкой. Дальше таких ошибок мы уже не допускали и, надеюсь, в дальнейшем вообще в проектах избавимся от так называемых "детских болячек".
– Обращаетесь ли вы к коллегам за советами или помощью?
– Конечно, обращаюсь и пользуюсь помощью, и не только КПИшников. Во время работы над спутником приходилось обращаться в компании, работающие в Киеве и за его пределами, они помогали решать определенные проблемы. А еще – в Украине существует такой не очень широкий космический комьюнити, где через общение я и сам могу кому-то что-то посоветовать, или мне помогают в выяснении какого-либо вопроса.
– А ваши дальнейшие планы связаны с космической программой КПИ?
– Уже работаю над следующими проектами. Планируется запуск спутника уже с камерой, чтобы после отработки системного управления ориентацией он наводился на нужные точки на поверхности Земли. Для меня это достаточно серьезная задача, и над ней работаю уже почти полгода.