Десять килограммов нано

В Самаре создали тройной космический кубик для изучения термосферы Земли 10 Июнь 2015, 06:04
Что такое наноспутники, зачем их используют в науке, почему они важны для образования студентов и когда с Земли улетит первый российский наноспутник, рассказал Игорь Белоконов, профессор СГАУ, координатор первого российского симпозиума по наноспутникам RusNanoSat-2015, который прошел 2—4 июня в Самаре.
Запуск партии наноспутников с МКС. Фото: NASA
— Что такое наноспутники?
— «Наноспутник» — это, в общем, условный термин. Мировое космическое сообщество договорилось понимать под ним космические аппараты, имеющие массу до 10 кг. Первый наноспутник в России был сделан организацией РНИИКП (ныне это ОАО «Российские космические системы») и был запущен в 2005 году с борта МКС. В последнее время под наноспутниками все чаще понимаются КА стандарта CubeSat — cubesatellite. Такой объект был изначально создан в Стэнфорде и Калифорнийском технологическом институте — это куб с ребром 10 см и массой до 1 кг. Но такого объема стало не хватать, поэтому сейчас под CubeSat понимают несколько таких кубов, соединенных вместе, и вес их не должен превышать 10 кг. Первый запуск CubeSat был проведен в 2003 году, в России пока их не запускали, а только разрабатывают, хотя в мире их создаётся до сотни в год. Этому есть объяснение. Во-первых, реально все университетские спутники изготавливаются силами предприятий Роскосмоса, которые привыкли создавать, и достаточно долго, тяжёлые крупногабаритные космические аппараты в рамках ведомственных стандартов из комплектующих, производимых внутри страны. Во-вторых, существенное отставание нашей микромеханики и микроэлектроники от западных технологий.
Игорь Витальевич Белоконов, доктор технических наук, профессор, заведующий межвузовской кафедрой космических исследований. Фото: СГАУ
— В чем преимущества таких систем и какие они имеют недостатки?
— Недостатки в том, что они маленькие и имеют ограниченные возможности. Преимущества — они делаются в короткие сроки за небольшие деньги из стандартизованных коммерчески доступных комплектующих. Это позволяет изготавливать их, в том числе, коллективам молодых людей в короткий срок. Это мировой тренд и большое преимущество.
— Почему к этой работе привлекают студентов?
— Собственное творчество молодых людей дает очень большой толчок в их развитии. Космическое образование во многих странах переходит на проектное обучение, когда за два года магистратуры студент может придумать, собрать и подготовить к запуску наноспутник, который решает определенную задачу.Это заражает молодых людей космосом, они заболевают им. И, пройдя этот путь, они становятся инженерами, уровень которых намного выше, чем у прошедших классическую подготовку. Несмотря на малые размеры, спутник является полнофункциональным, он имеет все атрибуты, имеет весь набор подсистем, присущих большим аппаратам, и нужно проявить недюжинную мудрость, талант, творчество, чтобы реализовать в таких маленьких размерах и жестких ограничениях, в том числе на энергетические возможности, подсистемы спутника, вдохнуть в него жизнь. Молодой человек в процессе такой работы должен применять самые передовые технологии микромеханики и микроэлектроники. Овладев ими, он способен, придя на предприятие, по-новому взглянуть на традиционный процесс создания космических аппаратов и предложить оригинальные подходы к нахождению новых технических решений, кардинальному улучшению целевых характеристик, с одновременным уменьшением его массы и размеров.

— Работа над какими наноспутниками ведется в Самарском государственном аэрокосмическом университете сейчас?
— В нашем университете межвузовской кафедрой космических исследований параллельно создаются два наноспутника. SamSat-218 находится в лаборатории университета и будет готов к августу текущего года. Сейчас активно проводится комплекс необходимых испытаний его подсистем. Второй спутник — SamSat-QB50 — готовится для участия в масштабном международном проекте под эгидой Института гидродинамики Теодора фон Кармана (Бельгия) и при финансовой поддержке Евросоюза. Задача проекта QB50 — построение и изучение пространственно-временной модели термосферы Земли — нижних слоев верхней атмосферы. Уникальность этого проекта состоит в том, что все 50 наноспутников создаются ведущими университетами мира. Мы вошли в этот проект в 2011 году и стали разрабатывать наноспутник SamSat-QB50, который победил в конкурсе. После этого наш университет подписал договор об участии в проекте. У нашего наноспутника есть особенность — изменяемая геометрия. Начальная форма имеет форму «двойного» кубика (размеры 10 см х 10 см х 20 см), а после выхода на орбиту он раздвигается и приобретает форму «тройного» кубика.
Наноспутники, изготавливающиеся в Самарском государственном аэрокосмическом университете. Фото: СГАУ
Это делается для того, чтобы использовать аэродинамическую силу, которая заметно действует на этих высотах, — порядка 380 км — для стабилизации продольной оси по вектору скорости полета. Идея трансформации спутника и позволила нам выиграть конкурс на участие в международном проекте. В самом проекте участвует 50 университетских спутников из 27. В некоторых странах в проекте участвуют несколько университетов,каждый из которых делает свой спутник. Например, США делают четыре спутника, Франция — пять, а Китай является рекордсменом — делает семь спутников. К сожалению, от России участвуем только мы.Когда эти спутники окутают облаком (хотя и редким) Землю, они смогут одномоментно проводить измерение одних и тех же параметров в разных точках. И, собрав эти данные за полгода, можно создать целостную картину. Это уникальных способ решения таких задач.

— Когда пройдет запуск наноспутников СГАУ?
— Первый запуск студенческого наноспутника, созданного от начала и до конца в СГАУ, планируется в конце 2015 года с космодрома Восточный. Это новое и перспективное для нас дело, ведь раньше в университете КА силами студентов и аспирантов не создавались, и мы очень горды, что наш первый наноспутник SamSat-218 предполагается запустить самарской ракетой с нового российского космодрома.