Мордовия-IoT

На МКА «Мордовия-IoT» (ГБПОУ РМ «Саранский политехнический техникум») установлен разработанный школьниками модуль IoT (интернет вещей). Технология позволяет, используя спутниковую связь IoT, получать информацию с наземных образовательных датчиков (метеостанций, систем мониторинга окружающей среды, датчиков уровня воды, смарт-агродатчиков, SOS-сигналы) и ретранслировать их обратно на Землю или сохранять в памяти космического аппарата для последующего сброса на Землю. Кроме получения данных с наземных систем, используя спутниковую связь, планируется опробовать и управление удаленными наземными устройствами через спутник.

Описание миссии ретрансляции IoT на спутнике: создание космической инфраструктуры для поддержки российских IoT-сетей. Спутниковая ретрансляция позволит подключить устройства IoT в удалённых и труднодоступных регионах Земли, где отсутствует традиционная инфраструктура связи, включая пустыни, океаны, горы и сельскую местность.

Функции модуля IoT-ретранслятора: приём сигналов от множества IoT-устройств на Земле. После приёма данных, модуль передаёт их на наземные станции для дальнейшей обработки и анализа. Модуль может частично обрабатывать данные, например, отфильтровывать важные сигналы или агрегировать информацию перед её передачей.

Применение:

• сельское хозяйство и мониторинг окружающей среды: система IoT, поддерживаемая спутником, может отслеживать условия на полях, контролировать уровень воды, влажность почвы и другие параметры в реальном времени, обеспечивая своевременные действия по уходу за урожаем;
• транспорт и логистика: модуль IoT на спутнике помогает отслеживать транспортные средства, морские суда и авиацию по всему миру, обеспечивая непрерывную связь даже в самых удалённых местах;
• индустриальные проекты: устройства, такие как нефтяные платформы, станции по добыче полезных ископаемых и другие объекты, расположенные в удалённых зонах, могут передавать данные о своей работе через IoT-сеть на спутнике;
• обеспечение безопасности и управления катастрофами: система спутниковой IoT-связи может поддерживать мониторинг стихийных бедствий, обнаруживать утечки опасных материалов и передавать важные данные в режиме реального времени.

Преимущества:

• глобальное покрытие: подключение устройств IoT в любых точках Земли;
• независимость от наземной инфраструктуры: нет необходимости в строительстве вышек сотовой связи и прокладке кабелей, что особенно актуально в труднодоступных местах;
• низкие задержки и высокая надёжность: современные спутниковые системы обеспечивают высокую скорость передачи данных и надёжность соединений, что критически важно для некоторых IoT-сервисов.

Используются энергоэффективные протоколы для передачи небольших пакетов данных, что соответствует особенностям большинства IoT-устройств, которые часто отправляют короткие сообщения. Таким образом, модуль ретрансляции IoT на спутнике обеспечит глобальную связь для устройств интернета вещей, что откроет новые возможности для коммерческих, научных и государственных проектов в самых удалённых регионах мира.

Спутник «Мордовия-IoT» будет работать по двум схемам: передача данных без обработки информации и передача данных с обработкой информации. 

Передача данных без обработки: абонент (устройство) на Земле получает канал связи со спутником, спутник же в этот момент устанавливает связь с базовой станцией на Земле, и абонент (устройство) на прямую ретранслирует данные на сервер в сети Интернет или на школьную приёмную станцию.

Передача данных с обработкой: абонент (устройство) на Земле получает канал связи со спутником и вся передаваемая информация от абонента (устройства) сохраняется во внутренней памяти спутника и после уже отправляется на базовую станцию на Земле и публикуется в сеть интернет. Такой способ передачи данных возможен в труднодоступных местах планеты Земля. Подобная система актуальна на территории Российской Федерации, где только 20% территории имеет доступ к системам связи.

Доступ к спутниковому каналу будет открыт каждому. Это позволит установить школьнику метеостанцию с датчиками в удалённом месте, а затем получать с неё данные, используя космическую связь, и следить за состоянием окружающей среды в образовательном учреждении или дома.

Лаборатория новых материалов для солнечной энергетики факультета Наук о материалах МГУ имени М. В. Ломоносова (ЛНМСЭ) проведёт на спутнике космический эксперимент «Солнечные батареи нового поколения на основе гибридных перовскитов».

В рамках эксперимента исследуются 8 лабораторных образцов перовскитных солнечных элементов, а также «контрольные» образцы кремниевых и трёхкаскадных фотоэлементов (предоставлены АО «Сатурн» в рамках их сотрудничества с ЛНМСЭ). Разработанная бортовая электроника позволит регистрировать и передавать на Землю данные о текущих параметрах перовскитных солнечных элементов, таких как мощность и КПД, что позволит впервые оценить стабильность их приборных характеристик в условиях космического полёта на околоземной орбите.