Студенты о космосе: космические пчёлы

Это «жжж» неспроста: в августе прошлого года ракета-носитель «Союз-2.1б» вывела на орбиту 16 космических аппаратов формата CubeSat 3U, два из которых принадлежат Сколковскому институту науки и технологий. Мы, журналисты, не случайно назвали эти спутники космическими пчёлами, ведь они попали в Space-π совсем из другого проекта, где предполагался целый «рой» космических спутников. Как так вышло, и чем примечательны кубсаты Сколтеха нам рассказал главный инженер Центра системного проектирования Сколковского института науки и технологий Дмитрий Рис.

— Да, действительно, несколько лет назад Сколтех в числе первых присоединился к проекту «Рой малых космических аппаратов» РКК «Энергия». В Консорциуме также участвуют и другие вузы, самостоятельно разрабатывающие собственные спутники, но главное условие остаётся одинаковым для всех – оснастить свои аппараты полезной нагрузкой, позволяющей осуществлять межспутниковую связь. Понимаете, скопление десятков или даже тысяч малых спутников назвать «роем» в том смысле, который мы подразумеваем, нельзя. Пока каждый из аппаратов не подчиняется единому управлению – это всего лишь группировка. А вот когда спутники связаны между собой в единую сеть, управление с Земли становится гораздо проще: дал команду, и с помощью межспутниковой связи «рой» определит, какой из аппаратов будет оптимально задействовать для её выполнения. Это трудная задача для реализации в такой большой команде, поэтому первое время члены Консорциума больше взаимодействовали в теоретическом, организационном поле. По этой причине, узнав о таком проекте как Space-π, мы не смогли обойти его стороной и решили осуществить пуск первой пары кубсатов. А в качестве полезной нагрузки для образовательных целей, по рекомендации специалистов НИИЯФ МГУ, приспособили их межспутниковую связь для триангуляции гамма-событий. 

— Что это?

— Научный метод определения местоположения источника гамма-излучения с помощью нескольких детекторов. Проще говоря, этот метод позволяет учёным быстро и точно отслеживать космические гамма-всплески.

— Каким образом?

— В момент регистрации гамма-излучения каждый детектор, установленный на известном расстоянии друг от друга, регистрирует время, за которое гамма-квант его достиг. На каждом кубсате Сколтеха установлен детектор гамма-излучения – «ДеКоР-2» (прим. ред. – детектор космической радиации), разработанный НИИЯФ МГУ. Благодаря межспутниковой связи данные о том, что один из спутников обнаружил гамма-всплеск, поступают к другому аппарату. Тот спутник, который находится в данный момент над наземной приёмной станцией, принимает облако данных, вычисляет откуда пришёл гамма-всплеск, формирует карточку стандартного образца и передаёт её на Землю. Оттуда она попадает в Интернет, и учёные со всего мира стараются как можно быстрее направить телескопы в эту область – посмотреть, что же именно там произошло. Конечно, при наличии четырёх спутников картина исследований была бы более информативной, но и два вполне могут справиться.

— Чем так интересны учёным гамма-всплески?

— Гамма-всплески – очень яркие события, возникающие в отдалённых уголках космоса, обычно в других галактиках, во время которых происходит выброс энергии гамма-излучения электромагнитного спектра. Они могут происходить во время образования сверхновой или при слиянии двух нейтронных звёзд, чёрной дыры и нейтронной звезды. 

— Интересно. И эти гамма-детекторы, которые установлены на кубсатах, предназначены именно для работы в космосе?

— Да, у них даже есть лётная квалификация, они не первый раз летают. А кроме того, на обоих спутниках установлены фотокамеры: на кубсате В1 совсем простая, недорогая и лёгкая, на В2 – профессиональная. Что касается платформы SkSCP-1 – это наша собственная разработка. Её прототип продемонстрирован в составе системы в реальных условиях эксплуатации, платформа успешно прошла лётные испытания, и в настоящий момент мы работаем над новой её конфигурацией, более усовершенствованной.

— Вот, кстати, про станцию. Насколько я слышала, с ней возникли определенные трудности…

— Раньше мы пользовались временной станцией на крыше одного из наших зданий или наземными комплексами наших партнёров. Но главная трудность работы в таком режиме заключается, конечно, в отсутствии полного контроля. Полезные нагрузки кубсатов B1 и B2 очень мощные, они могут разрядить аккумуляторные батареи до такого состояния, что мы запросто можем потерять космические аппараты, не отключив их вовремя. Но к счастью, это в прошлом: сейчас мы уже провели пробную сборку антенной системы в помещении и в ближайшее время установим её на крыше института – её новом постоянном месте размещения.

— Так и как же вы взаимодействуете со спутниками сейчас?

— Пока у нас с ними два сеанса телеметрии в сутки: утренний сеанс с девяти до одиннадцати и вечерний с одиннадцати до часа ночи. В это время мы можем посылать им команды и принимать телеметрию. Спутники штатно справляются со своими задачами: например, мы убедились, что ISL-модуль способен осуществить сеанс межспутниковой радиосвязи между В1 и В2 на расстоянии полутора тысяч километров. Это очень хороший результат! Также мы пробовали включать гамма-детекторы, камеры – вся полезная нагрузка исправно выполняет свои функции. 

— А потом? Когда доведёте до конца этот проект, планируете ли вы ещё запускать кубсаты?

— Определённо. Коллектив лаборатории микроспутников уже работает в том числе и над новым малым спутником Skoltech-F, основной полезной нагрузкой которого будет разработанный нами адаптер фемтосатов (прим. ред. – спутники, размеры которых ещё меньше, чем кубсаты). 

— Каким был ваш личный вклад в текущий проект?

— Я занимался всеми вопросами радиосвязи, проектированием межспутниковой антенны, протоколами информационного обмена. Руководить лабораторией микроспутников я стал с января 2022, поэтому все испытания и последние дни подготовки перед прошлогодним запуском были также на мне. 

— Школьники участвовали в проекте?

— Что касается Skoltech-B1 и B2, на этапе проектирования мы привлекали студентов, а не школьников. Один из них, системный программист, занимался всем бортовым программным обеспечением, другой – конструированием, ещё один – тепловым контуром в трубах. Всё это – времязатратные задачи, выполнение которых не так просто адаптировать под рабочие программы летних школ или конкурсов, поэтому чаще мы привлекаем школьников к проектной деятельности, связанной с приёмом и обработкой телеметрических данных. А всем юным инженерам, мечтающим о более прикладной проектной деятельности вроде запуска ракеты или сборки своего кубсата, я определённо советую обратить своё внимание на программу технологических проектов и конкурсов космического профиля «Дежурный по планете» (прим. ред. – организуется при поддержке Фонда содействия инновациям, Сколковского института науки и технологий, Фонда «Талант и успех», Госкорпорации «Роскосмос» и Кружкового движения НТИ). 

Беседовала студентка 1 курса программы «Журналистика» Института Высшей школы журналистики и массовых коммуникаций СПбГУ Варвара Карачун