Российское образование мирового класса!

Цель Проекта 5-100 – максимизация конкурентной позиции группы ведущих российских университетов на глобальном рынке образовательных услуг и исследовательских программ.

НОВОСТИ


Кубсаты: вклад университетов Проекта 5-100 в космическую отрасль

12 апреля 2021 года

60 лет назад состоялся первый в мире полет человека на орбиту Земли. Вся планета знает и помнит это событие. И словно отходит на второй план то, что за четыре года до этого в космос запустили первый искусственный спутник. Нам бы хотелось в честь Дня космонавтики особое внимание уделить именно спутникам как предвестникам эры освоения космоса человеком. Мы сделали обзор разработок университетов Проекта 5-100 на эту тему. «Поехали!»

22 марта 2021 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Союз-2.1а» с 38 спутниками из 18 стран. Помимо зарубежных спутников, на орбиту вывели два школьных спутника в рамках программы «Большие вызовы» проекта Space pi: CubeSX-HSE (Высшей школы экономики), CubeSX-Sirius-HSE (совместный кубсат центра «Сириус» и НИУ ВШЭ), а также студенческий спутник «ОрбиКрафт-Зоркий», который создавался в рамках всероссийской программы «Дежурный по планете».

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого выступил организатором и базовым университетом всероссийского проекта Space pi, созданного для привлечения школьников к изучению космических технологий. Программы «Большие вызовы» и «Дежурный по планете» объединили в себе конкурсы космической тематики с разной специализацией, где школьники в возрасте от 12 до 16 лет предлагали свои исследовательские или практические идеи для применения на орбитальном наноспутнике.

В качестве приоритетного направления было выбрано дистанционное зондирование Земли с целью мониторинга экологического состояния поверхности планеты из космоса.

Профессор Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Сергей Макаров так объясняет важность проекта: «Это не рядовое событие. Представьте себе, что все, что было раньше в большой ракете в большом объеме, теперь уместилось в маленьком носителе. Проект Space Pi направлен на то, чтобы дать школьникам возможность воплотить свои замыслы, которые они присылали на конкурс. В рамках конкурса „Дежурный по планете“ было принято более тысячи заявок, отобрано из них всего 20. Вторая миссия этой программы – то, что мы впервые пробуем сделать все это на отечественной платформе и на отечественном программном обеспечении».

Кстати, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева с 2015 года организует для старшеклассников свой всероссийский конкурс инженеров-исследователей «Спутник» (финал проходит на территории лагеря «Артек»), итогом которого также является создание наноспутника.

Но остановимся поподробнее на каждом спутнике. Вообще, кубсаты (Cube Satellite) – это малые космические аппараты, их размеры измеряются в юнитах (U); один юнит – не более 10×10×10 см и весом не более 1,33 кг. Внутри, как правило, находятся системы радиомониторинга земной поверхности, системы дистанционного зондирования поверхности и атмосферы Земли, радиолокационный и оптический контроль, устройства для мониторинга состояния космического пространства и исследований тросовых систем и многое другое.

В разработке кубсата CubeSX-HSE приняли участие Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (МИЭМ НИУ ВШЭ) и компания «СПУТНИКС». Аппарат построен на базе платформы OrbiCraft-Pro 3U формата CubeSat, оборудован уникальной камерой для фотосъемки, разработанной учеными Самарского университета им. С.П. Королева, и высокоскоростным передатчиком X-диапазона.

Важно отметить, что ранее оптика на основе дифракционных линз в космосе не использовалась.

вшэ_кубсат.jpg

Второй кубсат – CubeSX-Sirius-HSE – идентичен первому, но в его разработке приняла участие, помимо вышеперечисленных, еще космическая лаборатория сочинского образовательного центра «Сириус».

Как сообщает пресс-служба НИУ ВШЭ, занимаясь управлением спутником, приемом и обработкой информации, ребята смогут решать повседневные практические задачи, связанные с пребыванием кубсатов на орбите. Обеспечение приема телеметрической информации при малой высоте спутника над горизонтом, расчет необходимого сдвига частоты для компенсации эффекта Доплера, а также автоматическая подстройка частоты при приеме и передаче с учетом этого сдвига – неполный список задач. Занимаясь всем перечисленным, студенты смогут не только улучшить знания в области профильных предметов, но и получить уникальные инженерные навыки работы с малым космическим аппаратом.

«ОрбиКрафт-Зоркий» размером в 6 юнитов тоже будет заниматься дистанционным зондированием: кроме более мощной камеры, у него есть два звездных и шесть солнечных датчиков, Х-диапазонный передатчик, два УКВ-передатчика, два вычислительных модуля, и это еще не полный список.

На ноябрь 2021 года запланирован следующий запуск кубсатов в рамках проекта «Дежурный по планете».

Отметим, что в СПбПУ, кроме курирования столь важных всероссийских проектов, как Space pi и «Дежурный по планете», создаются свои разработки для микроспутников.

regnum_picture_1616062295237801_big.jpg

Например, в университете установлен и запущен в работу наземный антенный комплекс. С его помощью осуществляются связь с космическими аппаратами программы Space pi и прием сигналов со спутников серии «Аист-2Д». Результаты исследований, полученные со спутников, используются в научных и образовательных целях, для работы со студентами и школьниками. Создаются карты местностей, над которыми пролетают космические аппараты и анализируются видеоизображения.  Начиная с 2022 года ученые будут анализировать карты радиомониторига и автоматической идентификации судов.

Разработан новый класс ионных двигателей космических аппаратов. Совместно с ВКА им. Можайского проведены испытания в вакуумной камере макета двигателя для малых космических аппаратов. Рабочий образец такого двигателя принят на испытания в ОКБ «Факел» (г. Калининград). Планируется первая установка такого двигателя на кубсат в 2023 году.

Усовершенствована аппаратура для кубсатов для системы высокоточной автоматической идентификации судов (АИС). На всех гражданских судах установлены радиотехнические устройства передачи данных, где содержится информация о типе судна, его курсе, грузе на борту. Сейчас эту информацию получают наземные станции, но сигнал может быть слабым, если судно находится далеко от берега. Кубсаты, пролетая над акваторией морей и океанов, будут собирать пакет данных и передавать их на Землю. Полученная информация важна для безопасности судоходства и морской логистики.  Разработки идут совместно с Роскосмосом, есть поддержка от индустриальных партнеров, в том числе от компании «Геоскан».

Конечно же, мы перечислили далеко не все разработки университетов Проекта 5-100, связанные с космосом, нам пришлось ограничиться только темой спутников. Но в следующих обзорах мы расскажем, какие уникальные материалы создаются для аэрокосмической отрасли, что ученым удалось увидеть в телескоп и какие вещества инопланетного происхождения могут принести пользу на Земле.

***

Кстати, до 30 апреля 2021 года вы можете задать ученым любые вопросы на тему космоса. 

АНО «Национальные приоритеты» и сервис экспертных ответов «Яндекс.Кью» запустили совместный проект «100 вопросов ученому» в Год науки и технологий. Задавший самый интересный вопрос получит Яндекс.Станцию. А если вы профессор, ученый или студент, чья специализация связана с космосом, и хотите сами отвечать на вопросы – напишите куратору проекта Анастасии Сваровской и поучаствуйте в отдельном конкурсе на лучший ответ.

Каждый месяц тема вопросов будет обновляться. Так, май будет посвящен тематике «Новые вызовы и угрозы в сфере безопасности», июнь – «Новые производственные технологии и материалы», июль – «Связанность территорий и освоение пространств», август – «Климат и экология», сентябрь – «Генетика и качество жизни», октябрь – «Энергетика будущего», ноябрь – «Искусственный интеллект», декабрь – «Человек, природа, общество и технология».