Любительская космонавтика

Любительская космонавтика

Громадный важный спутник, к примеру из тех, что обслуживают совокупность GPS, весит полторы-две тонны, а цена его вывода и изготовления на орбиту превышает $100 млн. Порядок стоимостей космический, в этот самый момент уж ничего не сделаешь — кроме того килограмм глины, посланный в космос, станет практически без преувеличения золотым. Но в случае если этих килограммов чего бы то ни было не так много, то запуск космического аппарата может стать куда более бюджетным мероприятием.

Первый в мире неестественный спутник Почвы хоть и не содержал в себе ничего, не считая радиопередатчика, весил солидные 83,6 кг. С того времени электроника шагнула вперед, на порядки миниатюризировалась, и вот уже спутники, весящие от нескольких килограммов до нескольких граммов, смогут, как выясняется, быть в полной мере функциональными.

Когда это выяснилось, освоение космоса прекратило быть необыкновенной прерогативой национальных ведомств и огромных ракетно-космических корпораций: наступило время студенческого и любительского спутникостроения, вместе с которым мало-помалу поднимается вторая волна космической романтики. И Россию эта волна кроме этого не обошла стороной.

Нашли друг друга

Возможно ли было себе представить лет 20−40 назад, что создание орбитального космического аппарата станет темой студенческой работы? Сейчас студенты кафедры конструирования электронно-вычислительных средств Юго-Западного национального университета (Курск) создают аппаратуру для отправки на орбиту. «Мы не единственный университет в Российской Федерации, в стенках которого разрабатываются спутники, — говорит глава Центра разработки малых космических аппаратов доцент Валерьян Пиккиев. — Имеется аппараты, сделанные в МГТУ им.

Баумана, МГУ, Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского, но это все-таки уже важные опытные работы, в которых задействован целый научный потенциал отечественных ведущих институтов.

У нас же и оборудование, и опыты, каковые будут проводиться посредством данной аппаратуры, — все придумывают сами студенты».

Кафедра конструирования электронно-вычислительных средств ЮЗГУ была создана в 1965 году и занималась разработкой разной электроники для отечественных фирм, а также устройств армейского назначения. Среди них были и вакуумметры — аппараты для измерения концентрации частиц в разреженных средах. Эти устройства вызвали внимание фирм ракетно-космической отрасли — НПО им.

Лавочкина и РКК «Энергия».

Полет в ветхом костюме

Сейчас «Энергия» уже имела собственную программу запуска и создания малых спутников. «Все началось 15 лет назад, — говорит ведущий эксперт РКК «Энергия» Сергей Самбуров. — Во второй половине 90-ых годов двадцатого века астронавт Валерий Поляков внес предложение отметить 40-летний юбилей первого спутника запуском его уменьшенной копии. Предложение было принято, причем в создании аппарата учавствовали (пускай символическое) школьники из Кабардино-французского Реюньона и Балкарии. Спутник не только снаружи был похожим собственный прообраз, но и воспроизводил его «начинку», включая передатчик сигнала «бип-бип-бип».

Очевидно, для этого аппарата отдельного носителя не применяли — его доставили кораблем «Прогресс» на орбитальную станцию «Мир», а в том месте на протяжении планового выхода в космос «закинули» в космическое пространство».

Запуск уменьшенной копии первого ИСЗ привёл к настоящему ажиотажу среди радиолюбителей во всем мире, в особенности среди тех, кто с ностальгией вспоминал радиосигнал и молодость спутника 1957 года. Тему было решено продолжить, и в будущем году был запущен еще один радиолюбительский спутник, что показывал в эфир песни и обращался к аудитории планеты Земля на различных языках. Разработка запуска спутников с борта орбитальных станций совершенствовалась, и в 2002 году РКК «Энергия» совместно с Университетом космических изучений послала на орбиту маленькой аппарат «Колибри» с научной аппаратурой.

Запускали его так: при отстыковке «Прогресса» от МКС его люк оставался незадраенным. В корабля был установлен контейнер, что при пережигании пиропатроном удерживающего шнура практически выстреливал спутником.

А в 2006 году РКК «Энергия» совместно с представителями американской радиолюбительской корпорации AMSAT дали жизнь одному из самых уникальных проектов в истории освоения космоса. Новый радиолюбительский спутник было решено сделать на базе отслужившего собственный скафандра «Орлан-М», что употреблялся как платформа для монтажа доставленной на МКС аппаратуры. Научного оборудования на спутнике «Радиоскаф-1» (он же SuitSat-1) не было — лишь антенны (установленные на шлеме), радиостанция, блок «дигитолкер» для трансляции звуковых программ, два фотоаппарата (цифровой и пленочный) и аккумулятор.

Примечательно, что штатный аккумулятор от скафандра не подошел — он запланирован на маленькое количество циклов зарядки-разрядки, а спутник, испытывающий на орбите перепады температур от минус 100 до плюс 100 градусов Цельсия, израсходовал бы ресурс для того чтобы устройства весьма скоро. Тем более что «Радиоскаф-1» не имел солнечных батарей и надеялся лишь на ресурс аккумулятора. В феврале астронавт МКС Валерий Токарев, выйдя в открытый космос, оттолкнул от себя ветхий скафандр с новой начинкой, и спутник отправился в двухнедельную миссию.

Скаф и шкаф

Не обращая внимания на всю экзотичность проекта, скафандр был очень занимательной платформой для малых спутников. Во-первых, его не нужно доставлять на МКС, поскольку он уже в том направлении доставлен. Во-вторых, продолговатая форма открывает возможности пассивной стабилизации за счет неравномерного распределения груза (более тяжелая часть постоянно будет «тяготеть» к Почва, и спутник не будет вращаться около собственной оси).

Наконец, в скафандре имеется баллон, в котором может находиться кислород либо второй газ под давлением в 100 атм. Это возможно применять для развертывания надувных элементов спутника.

Но до тех пор пока в РКК «Энергия» зрел замысел «Радиоскафа-2» — опять на базе скафандра, произошла неувязка. Очередной ветхий скафандр, на котором желали смонтировать спутник, было нужно выбросить с МКС, не ждя готовности аппаратуры для второго спутника: уж весьма место в недостатке. «Ожидать еще пять лет, пока состарится новый скафандр, пришедший на замену ветхому, мы не могли, — говорит Сергей Самбуров. — Исходя из этого, как мы шутим, было нужно вместо «Радиоскафа» сделать «Радиошкаф», другими словами конструкцию в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами 500 x 500 x 300 мм.

Проект приурочили к полувековому юбилею полета Гагарина, а сам аппарат взял имя «Кедр» в честь позывного первого астронавта планеты». Было у него и еще одно имя — ARISSat-1, по заглавию интернациональной ассоциации радиолюбителей, трудящихся со спутниками, каковые запущены с борта МКС. Спутник делали в интернациональном сотрудничестве, вместе с тем в первый раз активное участие в его создании приняла кафедра конструирования электронно-вычислительных совокупностей ЮЗГУ, которая стала полноправным партнером проекта «Радиоскаф» в 2010 году.

Тут и понадобилось научное оборудование, сконструированное курскими студентами, — те самые вакуумметры. Конечно же, создатели «Кедра» не забыли о радиолюбителях, для которых была предусмотрена трансляция сообщений на различных языках мира. Спутник послали на орбиту с МКС 3 августа 2011 года, и он удачно выполнил собственную миссию, например, произведя замеры плотности частиц в безвоздушном пространстве на орбитах различных высот.

Наноспутник над Андами

«Мы продолжаем работы по программе «Радиоскаф» в сотрудничестве с РКК «Энергия», которая частично финансирует берет и нашу деятельность на себя запуск студенческих и радиолюбительских аппаратов в рамках собственных программ опытов, — говорит Валерьян Пиккиев. — Очередной спутник — «Часки-1» — мы делаем совместно со студентами Технического университета из Перу.

Это будет спутник в популярном в мире наноформате CubeSat (куб со сторонами 10 см, вес 1,3 кг). Научной аппаратуры на аппарате не будет, но мы собираются испытать намерено сконструированные рамки, дающие возможность пассивной стабилизации спутника по линиям магнитного поля Почвы. Помимо этого, на «Часки-1» установят камеры с низким разрешением.

Они разрешат делать фото земной поверхности (две камеры в видимом спектре, две инфракрасные), изображение с них окажется дешёвым радиолюбителям. Будем кроме этого отрабатывать командную линию на частоте 144, 430 МГц. Все это разрешит нам уже в следующем совместном спутнике запускать научную аппаратуру — в частности, новое поколение отечественных вакуумметров, каковые способны сейчас регистрировать не только концентрацию частиц, но и определять их природу».

Куда кидать — вот в чем вопрос

Само собой разумеется, наноспутники возможно запускать по-различному. Имеется вариант помещения кассеты со спутниками между второй и третьей ступенями ракеты, выводящей на орбиту, скажем, тяжелый спутник связи. Разрабатываются концепции двухступенчатого запуска «самолет-ракета», наподобие проекта LauncherOne компании Virgin Galactic.

Но до тех пор пока существует МКС, она будет воображать собой, пожалуй, самую надежную платформу для аналогичных запусков, и с целью этого ею пользуются как русские астронавты, так и космонавты США и Японии. Но и тут антропогенный фактор возможно минимизировать.

«на данный момент в рамках отечественной программы мы делаем пушку для запуска мелких спутников, — говорит Сергей Самбуров. — Это будет коробка размером с обувную, а в поместиться пружина, которая по команде в необходимый момент вытолкнет спутник. А это не верно легко в действительности, потому, что аппарат нужно запустить в верном направлении, придав ему наряду с этим вращение. В случае если спутник в сторону от станции, то по законам баллистики он к станции и возвратится.

Нужно кидать по вектору перемещения либо против вектора, но по вектору запрещено, по причине того, что тогда спутник увеличится на более высокую орбиту и находится над станцией летать, а вдруг станция орбиту скорректирует, может случиться столкновение.

Возможность маленькая, но она имеется. Нужно кидать против вектора, и тогда аппарат уходит под станцию, а после этого обгоняет ее и уже ни при каких обстоятельствах с ней не столкнется». Техника запуска спутника вручную достаточно сложна, и еще на Земле астронавты отрабатывают ее на тренировках в гидробассейне.

В случае если же будет создано автоматическое устройство отстреливания спутников, то экипажу необходимо будет сделать ровно две вещи: вытащить устройство наружу, в космос, а позже, по возвращении на станцию, дать приказ на пуск.

Полезно и безопасно

Сейчас в РКК «Энергия» создано особое подразделение, занимающееся малыми космическими аппаратами. Основная задача его деятельности — образовательная. «Студенты, каковые еще на протяжении обучения участвовали в создании космических аппаратов, придут к нам экспертами с опытом практического конструирования. Для нас это крайне важно, — говорит Сергей Самбуров. — Помимо этого, не нужно думать, что малые спутники годятся лишь для обучения и хобби.

На них возможно отрабатывать маневрирования и технологии движения, совокупности стабилизации, работу новых устройств для в полной мере важных задач. А при относительно низкой стоимости этих аппаратов ниже и цена неточности, которая в другом случае может сгубить громадный и дорогостоящий спутник либо зонд».

Остается только последний вопрос: не станет ли общемировое увлечение наноспутниками еще одним причиной загрязнения околоземного пространства — так как космического мусора на орбитах и без того достаточно. «Тут не о чем тревожиться, — растолковывает Валерьян Пиккиев. — Любительские спутники не относятся к орбитальным долгожителям. С высоты МКС (приблизительно 400 км) отечественные спутники летят к плотным слоям воздуха всего полгода. Помимо этого, мы изготавливаем их из таких материалов, каковые легко сгорают от трения об воздушное пространство, так что ни одно из отечественных детищ никому и ни при каких обстоятельствах на голову не обрушится.

Сейчас: набор для сборки наноспутника возможно приобрести в магазине

CubeSat (Спутник-кубик) — наноспутник, созданный Политехническим университетом штата Калифорния и Стэнфордским университетом специально для студенческих и любительских опытов в космосе. Его размеры 10 х 10х 10 см, а вес — 1,3 кг.

Орбитальная станция — лучшая платформа для запуска наноспутников

История российского студенческого и радиолюбительского спутникостроения началась во второй половине 90-ых годов XX века, в то время, когда по инициативе астронавта Валерия Полякова с борта станции «Мир» была запущена уменьшенная копия первого в мире ИСЗ. Полет позвал громадной интерес радиолюбителей во всем мире.

Статья «Космос на любителя» размещена в издании «Популярная механика» (№125, март 2013).

Виталий Егоров — Сегодня и завтра любительской космонавтики


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: