В 2020 году Молодежный космический центр МГТУ им. Н.Э. Баумана планирует запустить миссию «Ярило» на солнечно-синхронную орбиту Земли. Прямо сейчас идут заключительные испытания прототипов, и вот-вот будет начато изготовление летных образцов. Студенты-инженеры спутниковых систем из МКЦ Анатолий Шаповалов, Аделина Гатаулина и Светлана Порсева рассказали газете «Бауманец» о проекте, его целях и других работах, проводимых в центре.
Наноспутники для исследования Солнца
Исследовать солнечную активность мы планируем с помощью спутников в проекте «Ярило». Его техническое устройство берет начало в нашей давней разработке «Парус МГТУ» – эксперимента, который будет поставлен на МКС. Работы по «Парусу» ведутся совместно с РКК «Энергия». Для его реализации уже разработаны спутник CubeSat 1U и пусковое устройство. Задача «Паруса» – отработать технологию раскрытия двухлопастного солнечного паруса, созданного нами в МКЦ. Все системы проекта уже прошли необходимые испытания, недавно было начато изготовление летного образца. Если все пойдет по плану, то в следующем году аппарат выйдет на орбиту.
Задел проекта «Парус МГТУ» стал основой модуля двухлопастного роторного солнечного паруса «Одуванчик», который используется в проекте «Ярило» как движитель для разведения аппаратов по орбите. «Ярило» представляет собой группировку из двух наноспутников, которые будут разведены на некий угол таким образом, чтобы один аппарат был в тени, а другой смотрел на Солнце. Минимальное угловое расстояние между ними составит 140⁰.
Помимо модуля солнечного паруса и полезной нагрузки внутри этих наноспутников будут находиться системы управления ориентацией и навигацией, энергоснабжения, радиосвязи и бортовая центральная вычислительная машина, без которой все это не будет работать.
На каждом аппарате будет установлена своя полезная нагрузка. Первый спутник полетит с детектором для регистрации мягкого рентгеновского излучения от Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН). На второй спутник поставим устройство для регистрации гамма-излучения от НИИЯФ МГУ им. Ломоносова. Эти детекторы будут осуществлять мониторинг солнечной активности в широком динамическом диапазоне, фиксировать солнечные микровспышки, что позволит ученым формировать более точный и оперативный прогноз «космической погоды».Мы в нашем университетском Центре управления полетами будем принимать данные со спутников и передавать их астрономам для работы.
Также мы создали уникальный модуль управления ориентацией космического аппарата «Шмель» на двигателях-маховиках. Обычно в спутниках формата Cubesat используется система навигации на магнитных катушках, потому что она проще и компактнее. Но у нее другая физика работы – нужно пользоваться магнитным полем. В нашем же случае будет задействован кинетический момент, создаваемый маховиками при раскручивании аппарата. Основная прелесть разработанного нами модуля в том, что это самая компактная система навигации для Cubesat, которая есть в открытом доступе. Помимо размеров, система навигации на двигателях-маховиках осуществляет более точное наведение на цель – в нашем случае Солнце. Точность составит 1-1.5⁰, в отличии от разброса в 10⁰, которые дает система на магнитных катушках. Но мы не отказываемся от нее полностью, поставим ее в аппараты как дополнительную. Маховики нужно периодически разгружать, т.к. они не могут работать бесконечно. Как только поступит сигнал о том, что маховики перегружены, магнитная система получает команду на их разгрузку.
Задача проекта «Ярило» – обеспечить полезной нагрузке необходимый угол для регистрации солнечной активности и отработать нашу механику, посмотреть, как будет вести себя «железо»: произвести раскрытие роторного солнечного паруса и разведение спутников на необходимый угол, проверить работоспособность системы ориентации на двигателях-маховиках, чтобы в новых проектах можно было использовать эти узлы и данные летных испытаний.
Стратосферный аппарат «Снежинка»
Проект «Снежинка» был создан два года назад для участия в конкурсе RosCanSat. Смысл этого мероприятия в том, чтобы научить школьников и студентов собирать действующие модели микроспутников. «CanSat» переводится как «спутник в банке». Все основные элементы изготавливаются из обычной электроники и упаковываются в корпус – банку объемом 0.33-0.5 л. Затем аппараты участников поднимают на высоту 30 км в стратостате и выпускают для проверки работоспособности. Наша «Снежинка» осуществляла фотосъемку поверхности Земли и передачу метеорологических данных. На самом деле при работе над таким аппаратом, ребята проходят те же этапы, что и при конструировании большого настоящего спутника. Только вот элементы для такого эксперимента сильно дешевле и потому цена ошибки намного меньше. Наша «Снежинка» взяла тогда первое место в этих соревнованиях и в качестве приза нам обещали, что Федор Конюхов возьмет с собой наш аппарат, когда соберется совершить свой очередной рекордный полет.
Для второй версии «Снежинки» мы сделали новый корпус и отработали на ней некоторые системы проекта «Ярило». На это спутнике начинается путь любого новичка в нашей лаборатории и в космическом инженерном деле. Студенты могут прийти в центр и с нуля научиться разрабатывать такую технику, а после обучения возможно даже внести свой вклад в разработку крупных проектов. Поэтому, даже если ты ничего не умеешь, но готов очень много работать над собой и узнавать больше, то мы ждем тебя в Молодежном космическом центре, чтобы вместе покорять вершины научного знания и совершать новые инженерные подвиги.
Подготовила Анастасия Троянова
