![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
newsparkyПолгода назад, 26 мая 2017 года, на околоземную орбиту был запущен наноспутник "PolyITAN-2-SAU". Это уже второй наноспутник, спроектированный и изготовленный в КПИ им. Игоря Сикорского под руководством ст.н.с., к.т.н. Бориса Рассамакина. В отличие от первого наноспутника университета - "PolyITAN-1", который вышел на заданную орбиту через час после старта ракеты-носителя, "PolyITAN-2-SAU" начал самостоятельный полет не сразу. Сначала 18 апреля ракета "Atlas V", которая стартовала на мысе Канаверал (США), вывела на околоземную орбиту грузовой космический корабль "Cygnus CRS OA-7", где находились контейнеры с 28 университетскими наноспутниками из 19 стран. 22 апреля корабль пристыковался к Международной космической станции (МКС). А через месяц - с 24 по 26 мая - японский робот-манипулятор в определенных местах и в определенное время отправлял наноспутники с МКС на их орбиты. "PolyITAN-2-SAU" начал самостоятельный полет 26 мая в 6:00 утра по киевскому времени.
В связи с полугодием запуска корреспондент газеты "Киевский политехник" поинтересовался у научного руководителя проекта QB50 Бориса Рассамакина о том, как проходит полет наноспутника и каковы его перспективы.
- Наш аппарат "PolyITAN-2-SAU" - часть проекта QB50, штаб-квартирой которого является Институт гидродинамики фон Кармана (Бельгия). Там же располагается Центр обработки и архивирования данных (DPAC).
В проекте планировалось задействовать 50 университетских наноспутников. На орбиту было выведено 36 (из них 28 - американским ракетоносителем "Atlas V" и 8 - индийским ракетоносителем PSLV). Почему 36, а не 50? Потому что не все университеты, которые планировали изготавливать и запускать наноспутники, смогли довести эти планы до реализации. Следует сказать, что из 36 выведенных на орбиту наноспутников по состоянию на начало ноября в рабочем состоянии осталось только 14. И то, что среди этих 14 - наш, свидетельствует о надлежащем уровне работы нашей команды.
Главное назначение наноспутников, входящих в группировку QB50, - исследование нижней термосферы Земли. Термосфера - это та часть земной атмосферы, которая простирается с высоты 80-90 км до высоты 800 км. Исследования планируется проводить на высотах 300 км (первые эксперименты) и 200 км (второй эксперимент). Кроме того, по заказу организаторов, пройдут специальные эксперименты на меньших высотах - до 90 километров.
Обычный спутник на таких высотах долго не удержится. - Из-за больших габаритов через несколько месяцев он опустится ниже 90 км и сгорит в плотных слоях атмосферы. Наноспутники стандарта CubeSat (масса от 1 до 10 кг) миниатюрные (наш, например, весит всего лишь 1,964 кг), поэтому могут длительное время выполнять задания на низких орбитах.
Сейчас "PolyITAN-2-SAU" находится на расстоянии 382 километров от поверхности Земли, высота его полета постепенно снижается. Мы считаем, что он проработает еще около двух лет.
- Сколько времени ушло на создание этого наноспутника?
- Его разработка началась в 2012 году. Мы тогда подали заявку в Европейское космическое агентство на участие в проекте QB50 по изучению термосферы с помощью университетских наноспутников. Попасть в него изъявили желание коллективы из более 70 высших учебных заведений разных стран мира. Мы успешно прошли все этапы отбора. Для проекта QB50 мы почти все сделали сами: разработали и собрали аппарат, автономно и комплексно его тестировали, провели приемо-сдаточные динамические и термовакуумные испытания, написали для него компьютерные программы. Мы также разработали и изготовили из углепластика каркасы солнечных батарей, установленных на наноспутник. Поставили на него датчики Солнца, с их помощью можно определять положение аппарата на орбите. Установили отечественные GPS/GLONASS-приемники (разработчик ООО "Навис-Украина"), для которых сами создали специальное программное обеспечение. Приемо-сдаточные термовакуумные испытания наноспутника проводили в термовакуумной камере теплоэнергетического факультета КПИ им. Игоря Сикорского. В камере имитируются условия космоса - вакуум, низкая температура (минус 194 градуса по Цельсию), внешние воздействия Солнца и Земли.
Сорок процентов расходов на создание "PolyITAN-2-SAU" взяли на себя наши инвесторы - китайский аэрокосмический университет и Kalinin invention fund (Украина). Также нашими спонсорами являются компания "Боинг-Украина" и фирма "Диона Ltd.".
Замечу, что "PolyITAN-2-SAU" стал нашим вторым наноспутником, выведенным в космос. Первый - "PolyITAN-1" - массой 1080 граммов был выведен на орбиту в июне 2014 года, и до этого времени мы получаем от него сигналы. Сейчас работаем над третьим, четвертым и пятым.
На крыше корпуса № 5 нашего университета расположен комплекс для связи с наноспутниками. В лаборатории тепловых труб оборудован центр космической связи.
- Чем вы занимались после вывода "PolyITAN-2-SAU" на орбиту и какие запланированы эксперименты?
- Примерно 10 недель были посвящены введению в эксплуатацию, по согласованию с Институтом фон Кармана, электронной платформы наноспутника "PolyITAN-2-SAU" и датчика-сенсорного блока - масс-спектрометра потока космической плазмы FIPEX (он изготовлен в Техническом университете Дрездена (Германия).
Вся научная программа QB50 делится на две отдельные фазы сбора научной информации. Первая фаза исследований начнется после того, как группировка наноспутников QB50 (или хотя бы 80% из действующих) достигнет 300-километровой высоты. Расчеты показывают, что это произойдет через 10 месяцев после развертывания с МКС. Далее мы должны работать с датчиком FIPEX в течение 60 дней через день. В перерывах можем исследовать и другие полезные нагрузки - датчики Солнца, маховик, приемник GPS/Glonass, программное обеспечение и др.
После этого исследования прекратятся на несколько месяцев, чтобы дождаться, когда 50% активных CubeSats достигнут 200-километровой высоты. Во время этого второго этапа CubeSats снова должны получать данные по FIPEX в течение 60 дней через день.
Также запланированы три различных специальных типа экспериментов: Syncro, Target и HighFreq.
Syncro - это синхронный эксперимент по анализу термосферы. Его результаты помогут не только составить детальное представление о длинноволновых явлениях в термосфере, но и получить большое количество данных измерений в определенных слоях атмосферы.
HighFreq - эксперименты по исследованию флуктуации атмосферы датчиками с максимально возможной частотой опроса (высокочастотный тест-HighFreq).
Target - калибровка датчиков в полете. Это необходимо выполнять из-за высокой изменчивости термосферы во времени.
Для облегчения координации научных операций создается штаб-квартира QB50, которая будет пересылать сценарии операций командам, которые управляют работой наноспутников. Команды будут получать 7 сценариев в неделю до начала измерений и должны будут загрузить сценарии своих CubeSats. Полученные данные будут передаваться в Центр обработки и архивирования данных.
Отработка подсистем наноспутника "PolyITAN-2-SAU" и исследования воздействия на них внешней среды продолжаются. Все испытания до сегодняшнего дня были успешными. Поэтому, учитывая результаты испытаний нашего первого наноспутника, можно утверждать, что наноспутник "PolyITAN-2-SAU" является высокоэффективной электронной платформой для проведения испытаний в космосе.
Массогабаритный макет изделия:
Руководитель группы разработчиков серии наноспутников КПИ «PolyITAN» Борис Михайлович Рассамакин:
Первый украинский наноспутник PolyITAN-1 был создан в Национальном Техническом Университете Украины «Киевский Политехнический Институт» (НТУУ КПИ) в кооперации с украинскими радиолюбителями. Активная разработка космического аппарата формата CubeSat началась в 2009 году. 19 июня 2014 года ракета-носитель «Днепр», изготовленная украинским «Южмашем», была успешно запущена и спутник Polyitan-1 был выведен на орбиту в первой группе спутников, отделившихся от ракеты-носителя. PolyITAN-1 сможет пробыть на высоте 650…710 км несколько лет. Макет этого наноспутника в натуральную величину (10х10х10 сантиметров) можно увидеть среди экспонатов отдела истории авиации и космонавтики им. И. И. Сикорского Государственного политехнического музея при НТУУ «КПИ»:
В связи с полугодием запуска корреспондент газеты "Киевский политехник" поинтересовался у научного руководителя проекта QB50 Бориса Рассамакина о том, как проходит полет наноспутника и каковы его перспективы.
- Наш аппарат "PolyITAN-2-SAU" - часть проекта QB50, штаб-квартирой которого является Институт гидродинамики фон Кармана (Бельгия). Там же располагается Центр обработки и архивирования данных (DPAC).
В проекте планировалось задействовать 50 университетских наноспутников. На орбиту было выведено 36 (из них 28 - американским ракетоносителем "Atlas V" и 8 - индийским ракетоносителем PSLV). Почему 36, а не 50? Потому что не все университеты, которые планировали изготавливать и запускать наноспутники, смогли довести эти планы до реализации. Следует сказать, что из 36 выведенных на орбиту наноспутников по состоянию на начало ноября в рабочем состоянии осталось только 14. И то, что среди этих 14 - наш, свидетельствует о надлежащем уровне работы нашей команды.
Главное назначение наноспутников, входящих в группировку QB50, - исследование нижней термосферы Земли. Термосфера - это та часть земной атмосферы, которая простирается с высоты 80-90 км до высоты 800 км. Исследования планируется проводить на высотах 300 км (первые эксперименты) и 200 км (второй эксперимент). Кроме того, по заказу организаторов, пройдут специальные эксперименты на меньших высотах - до 90 километров.
Обычный спутник на таких высотах долго не удержится. - Из-за больших габаритов через несколько месяцев он опустится ниже 90 км и сгорит в плотных слоях атмосферы. Наноспутники стандарта CubeSat (масса от 1 до 10 кг) миниатюрные (наш, например, весит всего лишь 1,964 кг), поэтому могут длительное время выполнять задания на низких орбитах.
Сейчас "PolyITAN-2-SAU" находится на расстоянии 382 километров от поверхности Земли, высота его полета постепенно снижается. Мы считаем, что он проработает еще около двух лет.
- Сколько времени ушло на создание этого наноспутника?
- Его разработка началась в 2012 году. Мы тогда подали заявку в Европейское космическое агентство на участие в проекте QB50 по изучению термосферы с помощью университетских наноспутников. Попасть в него изъявили желание коллективы из более 70 высших учебных заведений разных стран мира. Мы успешно прошли все этапы отбора. Для проекта QB50 мы почти все сделали сами: разработали и собрали аппарат, автономно и комплексно его тестировали, провели приемо-сдаточные динамические и термовакуумные испытания, написали для него компьютерные программы. Мы также разработали и изготовили из углепластика каркасы солнечных батарей, установленных на наноспутник. Поставили на него датчики Солнца, с их помощью можно определять положение аппарата на орбите. Установили отечественные GPS/GLONASS-приемники (разработчик ООО "Навис-Украина"), для которых сами создали специальное программное обеспечение. Приемо-сдаточные термовакуумные испытания наноспутника проводили в термовакуумной камере теплоэнергетического факультета КПИ им. Игоря Сикорского. В камере имитируются условия космоса - вакуум, низкая температура (минус 194 градуса по Цельсию), внешние воздействия Солнца и Земли.
Сорок процентов расходов на создание "PolyITAN-2-SAU" взяли на себя наши инвесторы - китайский аэрокосмический университет и Kalinin invention fund (Украина). Также нашими спонсорами являются компания "Боинг-Украина" и фирма "Диона Ltd.".
Замечу, что "PolyITAN-2-SAU" стал нашим вторым наноспутником, выведенным в космос. Первый - "PolyITAN-1" - массой 1080 граммов был выведен на орбиту в июне 2014 года, и до этого времени мы получаем от него сигналы. Сейчас работаем над третьим, четвертым и пятым.
На крыше корпуса № 5 нашего университета расположен комплекс для связи с наноспутниками. В лаборатории тепловых труб оборудован центр космической связи.
- Чем вы занимались после вывода "PolyITAN-2-SAU" на орбиту и какие запланированы эксперименты?
- Примерно 10 недель были посвящены введению в эксплуатацию, по согласованию с Институтом фон Кармана, электронной платформы наноспутника "PolyITAN-2-SAU" и датчика-сенсорного блока - масс-спектрометра потока космической плазмы FIPEX (он изготовлен в Техническом университете Дрездена (Германия).
Вся научная программа QB50 делится на две отдельные фазы сбора научной информации. Первая фаза исследований начнется после того, как группировка наноспутников QB50 (или хотя бы 80% из действующих) достигнет 300-километровой высоты. Расчеты показывают, что это произойдет через 10 месяцев после развертывания с МКС. Далее мы должны работать с датчиком FIPEX в течение 60 дней через день. В перерывах можем исследовать и другие полезные нагрузки - датчики Солнца, маховик, приемник GPS/Glonass, программное обеспечение и др.
После этого исследования прекратятся на несколько месяцев, чтобы дождаться, когда 50% активных CubeSats достигнут 200-километровой высоты. Во время этого второго этапа CubeSats снова должны получать данные по FIPEX в течение 60 дней через день.
Также запланированы три различных специальных типа экспериментов: Syncro, Target и HighFreq.
Syncro - это синхронный эксперимент по анализу термосферы. Его результаты помогут не только составить детальное представление о длинноволновых явлениях в термосфере, но и получить большое количество данных измерений в определенных слоях атмосферы.
HighFreq - эксперименты по исследованию флуктуации атмосферы датчиками с максимально возможной частотой опроса (высокочастотный тест-HighFreq).
Target - калибровка датчиков в полете. Это необходимо выполнять из-за высокой изменчивости термосферы во времени.
Для облегчения координации научных операций создается штаб-квартира QB50, которая будет пересылать сценарии операций командам, которые управляют работой наноспутников. Команды будут получать 7 сценариев в неделю до начала измерений и должны будут загрузить сценарии своих CubeSats. Полученные данные будут передаваться в Центр обработки и архивирования данных.
Отработка подсистем наноспутника "PolyITAN-2-SAU" и исследования воздействия на них внешней среды продолжаются. Все испытания до сегодняшнего дня были успешными. Поэтому, учитывая результаты испытаний нашего первого наноспутника, можно утверждать, что наноспутник "PolyITAN-2-SAU" является высокоэффективной электронной платформой для проведения испытаний в космосе.
Массогабаритный макет изделия:
Руководитель группы разработчиков серии наноспутников КПИ «PolyITAN» Борис Михайлович Рассамакин:
Первый украинский наноспутник PolyITAN-1 был создан в Национальном Техническом Университете Украины «Киевский Политехнический Институт» (НТУУ КПИ) в кооперации с украинскими радиолюбителями. Активная разработка космического аппарата формата CubeSat началась в 2009 году. 19 июня 2014 года ракета-носитель «Днепр», изготовленная украинским «Южмашем», была успешно запущена и спутник Polyitan-1 был выведен на орбиту в первой группе спутников, отделившихся от ракеты-носителя. PolyITAN-1 сможет пробыть на высоте 650…710 км несколько лет. Макет этого наноспутника в натуральную величину (10х10х10 сантиметров) можно увидеть среди экспонатов отдела истории авиации и космонавтики им. И. И. Сикорского Государственного политехнического музея при НТУУ «КПИ»:
Наноспутник
Date: 01/02/2018 04:28 (UTC)У меня сегодняшний пост про то, как такие спутники вручную на орбиту забрасывают: https://photo-vlad.livejournal.com/52248.html
no subject
Date: 27/01/2022 02:14 (UTC)Ниже 90 км любые спутники сгорают. Нано, не нано - значения не имеет.
Более того, как раз большие спутники на низких орбитах работают дольше!
Во-первых, по закону квадрата-куба, у них выше соотношение массы и площади сечения, взаимодействующего с разреженным воздухом.
Во-вторых, на них зачастую есть ракетные двигатели, позволяющие компенсировать сопротивление воздуха. Спутник GOCE проработал на орбите высотой всего 255 км более четырёх лет: всё это время сопротивление воздуха компенсировалось непрерывной работой ионного двигателя.
Наноспутники используют для изучения малых высот по совершенно иной причине: пусть работают они там всего месяцы, зато стоят копейки (по меркам космической отрасли, конечно, где один датчик ориентации зачастую стоит больше, чем студенческий CubeSat целиком), так что их можно пачками новые запускать.