Студенты о космосе: влюблённые в космос

Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова в Санкт-Петербурге известен подготовкой кадровых офицеров ракетно-артиллерийских специальностей для Военно-морского флота, офицеров и матросов запаса. Но также здесь находится один из крупнейших факультетов ракетно-космической техники в стране с 70-летней историей. Неслучайно в 2006 году в честь вуза даже назвали астероид 1976 GV2 – (16356) Унивбалттех.

БГТУ «ВОЕНМЕХ» участвует сразу в двух проектах Space-π (пятой и шестой очереди), а в отборе полезных нагрузок для одного из спутников лично принял участие советник директора Фонда содействия инновациям Иван Бортник. Первый аппарат уже на орбите, второй готовится к запуску, третий (вне программы и с габаритами побольше) – пока только в планах. Какие они, для чего, и как с кубсатами работают школьники, рассказал начальник научно-исследовательской лаборатории малых космических аппаратов БГТУ «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова Владислав Гончаров.

— Первый наш спутник в проекте Space-π был запущен на орбиту в августе 2022 года (создан совместно с компанией «Спутникс»). Улетел с космодрома «Байконур» на ракете «Союз-2.1б». На данный момент все параметры «Циклопа» в норме, полезные нагрузки работают в штатном режиме. Готовимся к сеансу связи с ним – ждём, когда завершится модернизация нашего Центра управления полётами.

— «Циклоп»? Откуда такое название?

— Всё дело в полезной нагрузке аппарата. Её отбирал сам Иван Михайлович Бортник, советник директора Фонда содействия инновациям, из проектов, предложенных школьниками. Обычно камера на спутниках всегда смотрит в одну точку пространства, чтобы изменить угол её обзора, приходится поворачивать весь спутник. Мы же меняем ракурс за счёт смены угла наклона специальной платформы позиционирования ориентации, установленной на кубсате. Вот и получается, что камера у нас одна, и она как бы движется – как глаз у одноглазого Циклопа.

— Каким образом будет происходить зондирование, когда вы наладите двустороннюю связь?

— Спутник работает в автономном режиме по заданному алгоритму: делает фотографии, находясь над определенными координатами и отправляет их нам, либо фотографирует с заданной периодичностью (например, раз в 15 минут). Также предусмотрен и ручной режим: мы можем отправить ему сигнал в момент его нахождения над нами, и он сфотографирует то, что необходимо. В дальнейшем технология будет использована в масштабных проектах – например, в борьбе с лесными пожарами.

— Что ещё установлено на кубсате из предложенного школьниками?

— Специальное мехатронное устройство для проработки технического решения по созданию лунного кубсата, который спускался бы на поверхность Луны и передвигался там. Это такая выдвижная конструкция, которая имитирует ногу кубсата.

— То есть, «Циклоп» оказался не только одноглазым, но и одноногим?

— В целом да (смеётся). Хотя по прямому назначению эту «ногу» мы сейчас не используем. Наш спутник нигде не ходит, он летает по низкой околоземной орбите. И с помощью этой «ноги» мы проверяем, насколько верны наши технические расчёты в отношении двигателей и компонентов полезной нагрузки – тестируем их в условиях космического пространства.

— Есть у вашего «Циклопа» ещё какие-то супердевайсы?

— На нём установлен модуль накопителя энергии – разработка наших аспирантов. Это электронное устройство аккумулирует энергию, получаемую от солнечных панелей, когда штатный модуль питания полностью заряжен. Сейчас его также тестируем. Смотрим, можно ли его использовать в качестве основного источника питания. Также мы исследуем, как наш «Циклоп» реагирует на радиацию, особенно его не радиационно стойкие компоненты. Эта информация пригодится для будущих проектов.

— Расскажите, пожалуйста, о вашем втором спутнике в проекте Space-π.

— «Горизонт» (создаётся совместно с компанией «Геоскан») мы пока только готовим к запуску. Он запланирован на конец 2023 года. Для этого кубсата тоже провели конкурсный отбор полезных нагрузок, предложенных школьниками. Также выбрали проекты, связанные с приборотехникой, мехатроникой и системами управления, поскольку именно эти направления реализуются в нашем вузе. Например, установим модуль маховиков, который позволит ориентировать кубсат в пространстве и корректировать его местоположение на околоземной орбите.

— Каким образом?

— Модуль маховиков – небольшая коробочка с четырьмя двигателями, на валу каждого из которых есть маховичное колесо (грузик). Во время полёта спутника система датчиков сообщает нам, под каким углом кубсат находится относительно поверхности Земли. Если мы хотим изменить этот угол, то при помощи компьютерной имитационной модели рассчитываем усилие и запускаем часть двигателей. Таким образом можно будет решать любые задачи, требующие корректировки положения спутника в пространстве. Например, сделать фотографии под нужным углом или ориентировать на Солнце раскладывающиеся солнечные панели спутника так, чтобы их КПД был максимальным.

— Что еще предложили школьники?

— Как раз раскладывающиеся солнечные панели. Их у нас на спутнике две. Будем тестировать, насколько эффективно они работают под разными углами относительно Солнца, необходимо ли их раскрывать, или это избыточно. Возможно, для аналогичного эффекта достаточно покрыть весь корпус аппарата солнечными панелями. К тому же мы задумались о создании солнечного паруса, который позволит корректировать траекторию движения космического аппарата при воздействии на него солнечных лучей. Солнечные панели – первый шаг в его разработке.

— То есть, проект «Горизонт» полностью посвящен навигации спутника?

— Не совсем так. Также там будет модуль исследования памяти.

Сейчас «Роскосмос» использует в спутниках однократно программируемую память, минус которой в том, что ПО аппарата не обновляется в процессе, и после принятия команды дорожки платы пережигаются – ничего изменить в алгоритме уже нельзя. При этом у однократно программируемой памяти есть весомый плюс – она радиационно стойкая, можно не беспокоиться о надёжности изделия.

— Чем принципиально будет отличаться ваша разработка?

— Мы разрабатываем электронную плату, на которой будут расположены три одинаковых модуля памяти с разной степенью физической защиты от радиации: первый модуль просто находится на плате, второй защищён, третий имеет повышенную защиту. При этом память в них будет находиться многократно программируемая и магниторезистивная. По предварительным данным, магниторезистивная память также может долго работать в условиях космического пространства, даже дольше, чем спутник обычно находится на орбите. Будем исследовать на практике, как часто будут происходить сбои в модулях, как модули поведут себя при воздействии прямых солнечных лучей, будем искусственно создавать помехи в электропитании. Обработанные данные планируем передать в «Роскосмос», а также разработчикам магниторезистивной памяти.

— Но вернёмся к школьникам. Помимо того, что они предложили очень оригинальные и новаторские идеи по оснащению спутников полезной нагрузкой, как ещё они участвуют в работе над проектами?

— В разработке полезной нагрузки и изготовлении спутников школьники не участвуют, эту работу ведут студенты Центра научно-технического творчества на базе «ВОЕНМЕХа». Но ребята вместе с нашими аспирантами и учёными в Центре управления полётами смогут выходить на связь с кубсатами, получать и передавать данные, работать в серии научно-образовательных экспериментов.

С февраля для школьников начинает работу онлайн-школа на базе Лекториума «ВОЕНМЕХа». Будут три часовые онлайн-лекции. В их разработке участвуют студенты и популяризаторы космонавтики: преподаватель Инженерно-космической школы при «ВОЕНМЕХе» Андрей Емельянов, выпускник нашего университета, космонавт Андрей Борисенко и другие. Расскажем о космонавтике, осветим техническую составляющую полезных нагрузок наших спутников в проекте Space-π. Каждая лекция завершится тестом. В зависимости от результатов запланированы поощрения для школьников.

— Как я понимаю, после окончания участия «ВОЕНМЕХа» в проекте Space-π работу со спутниками вы не закончите?

— Конечно, нет (смеётся). Сейчас наши студенты разрабатывают свой собственный малый космический аппарат – шестиюнитовый, не кубсат. Отрабатываем конструкцию, планируем испытания. В течение года будем отслеживать прогресс, проведём наземные эксперименты с разработками и отберём для нового запуска те изделия, которые будут наиболее жизнеспособными.

Беседовала студентка 1 курса магистратуры программы «Научно-популярная журналистика» Высшей школы журналистики и массовых коммуникаций СПбГУ Ольга Василенко.

Фотографии из архива пресс-службы БГТУ «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова.