
Олег Новицкий, командир экипажа корабля «Союз», возглавивший на МКС 65-ю экспедицию, поздравил всех землян с Днем космонавтики. Кстати, в советское время в космосе уже побывали два уроженца нашей страны — Владимир Коваленок и Петр Климук. С начала освоения космоса Беларусь активно участвовала в этом процессе. В научных институтах и на промышленных предприятиях разрабатывались и создавались современные оптические приборы, наземные системы управления запуском ракет, программы по обработке космических изображений. Важным этапом в освоении космоса для нашей страны стал запуск в 2012-м с космодрома Байконур в Казахстане собственного спутника дистанционного зондирования Земли. А 15 января 2016 года с китайского космодрома Сичан запущен наш телекоммуникационный спутник «Белинтерсат-1». Затем в 2018-м на орбиту успешно выведен первый образовательный спутник — BSU Sat-1 БГУ.
Корреспондент «Р» увидела, как создается второй наноспутник БГУ — BSU Sat-1, запуск которого запланирован на осень.
Игра в кубики
Что такое спутник, вроде понятно. А вот чем от него отличается наноспутник? К этой категории относятся космические аппараты массой от 1 до 10 килограммов. Они имеют ряд преимуществ перед большими аппаратами. Самое главное — это малобюджетные проекты и по финансам, и по времени разработки, и по стоимости запуска. При этом на университетском спутнике можно опробовать новейшие технологии и позже использовать их на больших аппаратах.— Наноспутник BSU Sat-1 БГУ вывели на орбиту 29 октября 2018 года в Китае с космодрома Цзюцюань, — вспоминает руководитель Центра аэрокосмического образования БГУ Владимир Саечников. — Такие аппараты в настоящее время пытается разработать каждый уважающий себя университет. Наш носитель стал первым университетским наноспутником в системе белорусского образования и третьим объектом отечественного происхождения на околоземной орбите вместе с БКА и спутником связи «Белинтерсат-1».
Владимир Саечников подробно рассказывает о разработке. Из разговора с профессором узнаю, что при незначительных габаритах (вес — около 3 кг) BSU Sat-2 обладает всеми характеристиками больших универсальных аппаратов. То есть он оснащен системами энергоснабжения, управления, электромеханической ориентации и стабилизации, телекоммуникации, комплексом технологической и научной полезной нагрузки. На нем установлены две цифровые камеры высокого разрешения, новый скоростной приемопередатчик, оборудование для исследования специальных полиметаллических покрытий, система контроля за подвижными объектами (самолеты, морские суда) и другое специальное оборудование.
Собеседник показывает 3D-мо-дель второго спутника. В отличие от своего предшественника BSU Sat-2 больше — 30х10х10 сантиметров.
— Собственных двигателей на спутнике нет, — уточняет Владимир Саечников. — Топливо создает лишнюю опасность для носителя. Рисковать многомиллионной ракетой и ее полезной нагрузкой из-за студенческого спутника никто не согласится. Поэтому скорректировать орбиту мы не сможем. Аппарат будет медленно тормозиться о верхние слои атмосферы, пока не сгорит из-за трения о воздух. По нашим подсчетам, это произойдет примерно через пять лет.
К разработке спутника и анализу поступающей информации широко привлекаются студенты. Руководитель центра рассказал об этом подробнее:
— Работа в данном направлении началась с принятием решения о запуске первого белорусского спутника. Нам поручили обеспечить кадрами Белорусскую космическую систему дистанционного зондирования Земли. Затем появились другие проекты. Сейчас активно развиваем тему сверхмалых спутников. Их можно смело назвать летающей учебно-научной лабораторией: начиная с идеи и создания и заканчивая запуском и эксплуатацией, к этому должны привлекаться студенты. То есть наша главная задача при создании спутника — научить студентов полному циклу разработки и использования космических аппаратов.

Второй пошел!
Наноспутник — один из проектов государственной программы по исследованию и использованию космического пространства. В рамках этого проекта было сделано два летных образца с полной конструкторской документацией и проведен комплекс испытаний по стандартам Роскосмоса для этого класса аппаратов. Одновременно разработчики занимались подготовкой всей необходимой для запуска документации.— В декабре провели тендер. Его выиграла немецкая компания Exolaunch, специализирующаяся именно на попутных запусках сверхмалых космических аппаратов. Она запускает их на российских носителях с космодромов Байконур и Восточный и на американских Falcon компании SpaceX Илона Маска. Мы уже заключили контракт и сейчас работаем по намеченному плану. Предстоит решить немало технических вопросов. Сейчас занимаемся согласованием частот в Международном союзе электросвязи. Есть свои трудности. В отличие от первого спутника на втором более расширенный диапазон частот, поскольку на нем стоят камеры более высокого разрешения.
Параллельно разработчики готовят массогабаритную модель, которая по своим размерам и весу в точности соответствует наноспутнику BSU Sat-2. Она нужна для того, чтобы опробовать пусковой контейнер и устройство, которые устанавливаются на ракету-носитель. Со дня на день массогабаритная модель будет завершена и передана запускающей стороне, которая проведет ее испытание. Если все пройдет успешно, то разработчики займутся окончательно сборкой летных образцов. В планах завершить ее к июню.
Но и это еще не все. Перед запуском необходимо провести примерочные испытания. То есть убедиться, что летный образец идеально подходит по размерам к пусковому контейнеру. Так, во время запуска первого спутника случилась накладка. Пусковой контейнер и наноспутник не совпали по габаритам всего на 50 микрон. Для сравнения: это примерно равно толщине человеческого волоса. Пришлось подгонять пусковой контейнер за считаные недели до старта. Работа сродни ювелирной!

Владимир Саечников — о следующем шаге:
— Допустим, с летным образцом все будет в порядке. Тогда мы оставляем его в Москве, где его интегрируют во «Фрегат». Это разгонный блок, который поднимает на нужную высоту всю команду спутников. Затем всю эту конструкцию запускающая компания привезет на космодром Восточный. И там осуществляются окончательная проверка и интеграция летного образца. Запуск предварительно планируем в октябре. Но сроки могут меняться, все зависит от готовности основной нагрузки — российского спутника.
Часть испытаний уже проведена. Протестировали работы видеокамер, выполнили термовакуумные испытания и проверили аппарат на ударную прочность, ведь в процессе запуска он испытывает колоссальные нагрузки.
Все элементы наноспутника практически готовы. Владимир Саечников показывает мне различные платы, трансмиттеры, аккумуляторные блоки и прочие технические штуки, о назначении которых мне как гуманитарию остается только догадываться. Кстати, все шесть служебных систем наноспутника, которые обеспечивают его жизнедеятельность, и целевая нагрузка — собственные разработки БГУ. Программное обеспечение спутника также разработано учеными и студентами университета. Полетная программа создавалась индивидуально под технические характеристики ракеты-носителя, служебной платформы спутника и задач целевой аппаратуры. Аппарат также оснащен уникальными солнечными батареями, устойчивыми к космической радиации.
Над одной из ключевых составляющих наноспутника работает студент третьего курса факультета радиофизики и компьютерных технологий БГУ Алексей Николаев. Он изучает аэрокосмические радиоэлектронные и информационные системы и технологии. Благодаря участию в создании спутника не только по учебникам, но и непосредственно на практике изучает космические аппараты. Задача перед Алексеем ответственная — создать надежную систему стабилизации и ориентации наноспутника:
— Эта система нужна для того, чтобы аппарат мог наводиться на конкретные цели, делать фотографии и коммуницировать, то есть чтобы антенны направлялись на Землю и с ними можно было общаться.

Алексей Николаев работает над проектом около года. Прямо на наших глазах он проводит эксперимент по стабилизации спутника с помощью алгоритма B-dot. Как это работает? Прототип элемента наноспутника прикреплен нитями к специальным магнитным катушкам. С помощью определенной программы студент задает ему движение.
— После выхода из пускового контейнера спутник может закрутить. Эту начальную скорость нужно погасить и стабилизировать аппарат. Для этого и нужна магнитная катушка, — углубляется в технические нюансы Алексей, показывая нам, как все это работает. — А это маховичная система ориентации. Она запускается уже после того, как спутник стабилизировался. Вы можете видеть здесь четыре маховика. Они способны навести спутник на конкретную цель.
Все под контролем
Вместе с ведущим научным сотрудником научно-исследовательской лаборатории информационно-измерительных систем Сергеем Семеновичем следим по мониторам за траекторией полета первого наноспутника БГУ:— Белой границей обозначается зона видимости спутника, то есть все радиолюбители, находящиеся в этой области, могут принять сигнал с нашего аппарата, — комментирует Сергей Семенович. — BSU Sat-1 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. Получать данные со второго спутника также смогут все организации и частные лица, у которых есть минимальные средства приема.

Собранная радиолюбителями разных стран информация аккумулируется на специально созданном сайте www.bsusat.com. На этот сайт любой пользователь из любой точки планеты может загрузить свой пакет информации, принятый с наноспутника, и воспользоваться уже имеющейся информацией на сайте. Для чего это нужно, объяснил Сергей Семенович:
— 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. Кстати, все инструкции о том, как раскодировать полученную со спутника информацию, также есть на сайте.
В состав Центра аэрокосмического образования входит комплекс управления. Это распределенная структура для удобства студентов. Одна часть находится в здании факультета радиофизики и компьютерных технологий, вторая — в здании факультета международных отношений. Оба центра работают в автоматическом режиме. Здесь и спутниковые антенны, и всевозможные датчики, и большие мониторы. На них в режиме реального времени может выводиться информация с десятков спутников различного назначения, передающих информацию в открытых кодах. С запуском второго наноспутника и привлечением к проекту все большего числа студентов назрела необходимость в создании дополнительного центра управления. Он сейчас оборудуется в студенческом городке БГУ по улице Курчатова.
Центр управления полетом будет работать в круглосуточном режиме. Оба университетских спутника будут 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…
С запуском второго космического аппарата на орбите будет сформирована первая белорусская группировка из двух научно-образовательных спутников для отработки их взаимодействия и координации. Функционал спутника заточен на отработку учебных задач. Это будет своего рода лаборатория, которая обеспечивает развитие новых направлений в обучении. Запуск наноспутника и обеспечение его целевого функционирования завершат комплекс мероприятий по созданию материально-технической и научно-методической базы системы подготовки кадров в области разработки и эксплуатации малых космических аппаратов. Реализация программы движется поэтапно. В БГУ не ставят целью установление рекордов. Главное — обеспечить бесперебойную работу аппарата, получить необходимые опыт и знания.
gorbatenko@sb.by