Беспилотники, наноспутники - инженеры БГУИР поставили на поток космические новации

Наша страна имеет все шансы занять достойное место среди передовых разработчиков в области космических и авиационных технологий. И это не громкие слова. Вот, например, один из ведущих вузов нашей страны — БГУИР, где создаются действительно уникальные разработки для работы космических и беспилотных аппаратов. Корреспондент «Р» одной из первых познакомилась с новинками.


Высоко летит — далеко глядит

В Научно-образовательном инновационном центре СВЧ-технологий и их метрологического обеспечения год назад завершили работу над радиовысотомером, который активно используется в авиационной отрасли, а именно в работе беспилотных летательных аппаратов. Алексей Копшай, научный сотрудник центра, показывает нам это устройство и объясняет, что к чему:

— Это радиовысотомер для малых высот. Его основная функция — измерение вертикального расстояния до земли. Наша разработка предназначена для высоты до 500 метров и весит всего 250 граммов. Она обеспечивает точную посадку беспилотников.

Оказывается, в использовании беспилотных летательных аппаратов есть проблема — в автоматическом режиме аппарат не всегда приземляется в целости и сохранности. Порой они разбиваются, даже если посадкой занимается оператор. Разработанный высотомер позволяет вычислять высоту беспилотника с точностью до 10 сантиметров! Образец, который я держу в руках, уже прошел испытания успешно, аппарат сел точно и мягко.

— Наш радиовысотомер крепится снизу аппарата. В его состав входят две антенны: одна излучает сигнал, другая принимает. Есть и вычислительный модуль, который по алгоритму считает, как и куда аккуратно приземлиться аппарату. Все рассчитывается автоматически.

Аналоги таких высотомеров есть, но с куда более низким диапазоном частот — 24 Гц. Разработка БГУИР — 35 Гц, что позволяет более точно измерять расстояние беспилотного летательного аппарата до земли. Более того, преимущество прибора в том, что он «видит» конкретно землю, а не принимает за нее коммуникации.

Всегда на связи

В этом же центре есть еще одна перспективная разработка — терминал спутниковой связи. Инженер-электроник Сергей Вильчевский показывает 15-килограммовую умную технику. Что это?

— Спутниковый терминал нужен для организации связи между двумя точками Земли, которые находятся в зоне покрытия спутника, — показывает он устройство.

Такие терминалы используются для связи на тех участках, где нет никакой инфраструктуры, в труднодоступных местах. Такое оборудование может применяться и в оборонке — для шифрования сигнала или же в целях использования независимой автономной связи. Сигнал невозможно перехватить и расшифровать.

— Преимущество такого способа связи в том, что мы можем заставить систему работать без перебоев при плохих погодных условиях, — расставляет акценты Сергей Вильчевский. — Терминал может использоваться для передачи аудио-, видеосигналов, интернета и тому подобного. Работает это вот как: нужный сигнал поступает в терминал, который заранее настроен под конкретную задачу. Этот сигнал преобразовывается, шифруется и поступает на приемопередатчик, установленный на спутниковой «тарелке» на крыше, волны излучаются на спутник, а спутник переизлучает их снова на Землю, покрывая при этом целые континенты или их части. Спутниковая тарелка в другой части Земли фокусирует волны из космоса в приемник, и далее сигнал попадает на другой терминал, который заранее так же настроен, как и передающий. Сигнал «расшифровывается» в изображение, сеть, звук и так далее.

Терминал способен связывать и без спутника, правда, для этого необходимо, чтобы две «тарелки» были на расстоянии в прямой видимости между собой. Связь может быть организована в необходимом диапазоне частот — от 1 до 40 гигагерц, хотя лаборатория выпускает опытные образцы измерительных устройств, работающих на частотах до 220 гигагерц. К слову, терминал уже прошел испытания на нашем спутнике. Сотрудники лаборатории переслали видеоизображение к нему и обратно. Сигнал, то есть видео, сразу же пришел в отличном качестве. Значит, разработка имеет перспективу на внедрение.

Полны энергии

Евгений Чубенко, ведущий научный сотрудник лаборатории «Материалы и структуры наноэлектроники», раскладывает на столе небольшие устройства:

— Мы занимаемся разработкой двигателей для малых космических аппаратов с использованием так называемой технологии микроэлектромеханических систем, которая позволяет изготавливать миниатюрные детали двигателей для таких аппаратов, как нано- и микроспутники, масса которых составляет до 10 килограммов.

— Размеры спутников такого класса невелики, но им нужно выполнять множество задач: исследовать атмосферу, провести астрономические наблюдения, обеспечить связь с Землей. Обычно аппарат располагает только ограниченным запасом энергии, поэтому ему необходимы компактные эффективные двигатели, которые позволяют поддерживать орбиту, маневрировать достаточно длительное время, — Евгений Чубенко показывает двигатель, который легко помещается на ладони. — Поэтому во время работы над программой Союзного государства на 2009—2012 годы мы проводили исследование по разработке твердотопливных двигателей на основе кремниевых технологий. Вот первый прототип — миниатюрный твердотопливный матричный двигатель.

Состоит он из нескольких маленьких единичных двигателей, собранных в матрицу. При сгорании топлива в каждом из них создается тяга, позволяющая спутнику двигаться и маневрировать на орбите. По словам научного сотрудника, можно запускать один или одновременно несколько двигателей в матрице, что позволяет управлять тягой.


— Да, есть, но обычно такие двигатели разрабатываются для определенных космических миссий, — отвечает Евгений Чубенко. — Однако теперь технология создания подобных двигателей есть и у нас.

Что же, можно считать, что к наноспутнику, разработанному в БГУ, готовы и микродвигатели из БГУИР. Погодите, но ведь сейчас тенденции слегка другие — на орбите стараются использовать не твердое топливо — горючие вещества, а альтернативные двигатели — электрические, газовые, ионные и другие. Что мы ответим на это?

— Мы работаем над созданием электростатических струйных микродвигателей. Их преимущество — в таких двигателях энергия для создания электрического поля получается за счет преобразования солнечного света в электричество,  — добавляет научный сотрудник Евгений Чубенко.

Остается ждать, когда в 2020 году пройдут испытания. Возможно, даже на низкой околоземной орбите.

Радиовысотомер для беспилотников, терминал спутниковой связи, миниатюрные детали двигателей для наноспутников — в БГУИР создают устройства, способные изменить подход к работе в небе и космосе

alinakasel@gmail.com