БГУ планирует запустить на орбиту к концу этого года первый университетский наноспутник

Наноспутник собирают на базе Центра аэрокосмического образования. Аппарат гораздо дешевле больших спутников дистанционного зондирования Земли. При этом он является своего рода учебно-практической лабораторией. С его помощью можно проводить замеры радиационного фона в разных точках планеты, вести экологический мониторинг, исследовать геофизические поля, отрабатывать новейшие технологии, методы и программно-аппаратные решения. Существует мнение, что будущее космических исследований именно за такими сверхмалыми специализированными аппаратами. Корреспондент «Рэспублікі» встретилась с разработчиками и узнала подробности.

Владимир САЕЧНИКОВ: «После запуска наноспутника наземный центр управления будет работать круглосуточно»

Оно нам нано

Пункт управления Центра аэрокосмического образования БГУ мало чем отличается от реального пункта управления. Здесь и спутниковые антенны, и всевозможные датчики, и большие мониторы. На них в режиме реального времени может выводиться информация с пятидесяти спутников различного назначения, передающих информацию в открытых кодах. 

— Реальная возможность сконцентрировать в очень маленьких космических аппаратах все системы больших спутников появилась в 1990-х годах. В 1999 году в космической лаборатории Стэнфордского университета разработали модель наноспутника Cube-Sat специально для учебных заведений. Она и легла в основу нашего университетского спутника, — делает краткий экскурс в историю научный руководитель Центра аэрокосмического образования БГУ Владимир Саечников. 

Наноспутник имеет ряд преимуществ перед большим аппаратом. Во-первых, это малобюджетные по сравнению с большими аппаратами проекты — и по финансам, и по времени разработки, и по стоимости запуска. При этом на нем можно опробовать самые современные технологии, которые позже можно использовать как на больших аппаратах, так и в других отраслях. Во-вторых, к разработке, запуску и эксплуатации наноспутников максимально привлекаются студенты. Так они не только по учебникам, но и на практике осваивают навыки, которые им пригодятся для работы в аэрокосмической отрасли. 

— Наноспутник в базовой комплектации имеет те же системы, обеспечивающие его работу в космосе, что и большой аппарат. Это энергоснабжение, управление, телекоммуникация, системы ориентации и стабилизации и другое, — Владимир Саечников берет в руки макет разработки. — Наноспутник можно оснащать элементами с дополнительной целевой нагрузкой для решения технических, научных или учебных задач. Наш аппарат, например, будет оснащен радиационным спектрометром, оценивающим радиационную обстановку. Но главная задача — опробовать собственную электромагнитную систему ориентации и стабилизации. 

Сдувают пылинки

К наноспутникам относятся космические аппараты массой от одного до десяти килограммов. Наноспутник БГУ весит два килограмма. Его размеры составляют 20 х 10 х 10 сантиметров. Вся полезная нагрузка — белорусского производства: навигационный приемник, радиационный спектрометр, инфракрасный детектор, радиационно стойкие элементы памяти. Часть деталей — корпус инфракрасного детектора и крепление для радиационного спектрометра — была напечатана на 3D-принтере. Аппарат также оснащен солнечными батареями. Их прикрепят в последнюю очередь. Поскольку любая попавшая на панель пылинка в безвоздушном пространстве под действием агрессивных солнечных лучей может прожечь солнечную батарею. 

Аппарат будет пролетать в зоне нашей радиовидимости шесть раз в сутки в течение 10—11 минут

— Мы сможем изучать воздействие космической среды на оборудование и материалы космического аппарата, — Владимир Саечников перечислил возможности, которые открывает нам наноспутник. — В перспективе можно будет группировать специализированные аппараты по какому-либо признаку. Допустим, у них однотипная система ориентации и стабилизации. Запустив их в космос, мы сможем проследить, как эти аппараты в разных условиях на разных орбитах отработали со своей системой. 

Университетский наноспутник планируется вывести на орбиту в конце этого года. Его запустят в качестве попутной нагрузки вместе с большим спутником. Поскольку в момент запуска на аппарат действуют колоссальные нагрузки, наноспутник тщательно протестировали. В том числе провели вибрационные, ударные, термовакуумные испытания, электромагнитную совместимость и так далее. 

С небес на землю

После запуска наноспутника наземный центр управления будет работать круглосуточно. Аппарат будет пролетать в зоне радиовидимости над нашей территорией шесть раз в сутки в течение 10—11 минут. За эти короткие интервалы необходимо успеть принять информацию телеметрии и целевой нагрузки. На основании данных с орбиты студенты будут ставить научные эксперименты, составлять карты радиационного фона, изучать магнитные аномалии Земли. 

Наноспутник передает информацию и принимает команды из центра управления в радиолюбительском диапазоне. При этом информация не кодируется либо кодируется, но с предоставлением кодов для расшифровки. То есть необязательно находиться в центре приема, чтобы принимать информацию с наноспутника. Достаточно подключить к ноутбуку специальный приемник типа телевизионного. 

Сейчас в БГУ работают над созданием специального интернет-портала. На него любой пользователь из любой точки планеты сможет загрузить свой пакет информации, принятый с наноспутника, и воспользоваться уже имеющейся информацией. Необходимость создания такого ресурса объяснил Владимир Саечников:

— За тот короткий промежуток времени, пока спутник будет находиться в зоне нашей радиовидимости, мы сумеем собрать лишь небольшой объем данных. Но чем больше радиолюбителей мы подключим по всей планете, тем больший объем данных сможем собрать на портале. Канадский проект, аналогичный нашему, например, смог объединить около двух миллионов пользователей. 

В планах разработчиков создание еще одного наноспутника. Он будет немного больше первого — 30 х 10 х 10 сантиметров. Для тестирования изготовят две летные и несколько инженерных моделей. После ряда испытаний второй университетский наноспутник тоже отправится на орбиту. Ориентировочно это произойдет в 2020 году.

Параллельно ученые работают над возможностью запуска наноспутников группировками, в том числе совместно с Россией. Новая космическая программа Союзного государства «Мульти-САТ-СГ», которая придет на смену программе «Мониторинг-СГ», предусматривает разработку и запуск совместной российско-белорусской группировки сверхмалых космических аппаратов. Это позволит нашим ученым проводить совместные научные исследования.

gorbatenko@sb.by