Год назад, 22 марта 2021 года, в 9:07 по московскому времени со стартовой площадки №31 космодрома Байконур состоялся пуск ракеты-носителя «Союз-2.1а» с разгонным блоком «Фрегат» и 38 космическими аппаратами на борту. Среди них — спутник НИУ ВШЭ, разработанный силами специалистов и студентов Учебно-исследовательской лаборатории функциональной безопасности космических аппаратов и систем МИЭМ НИУ ВШЭ совместно с компанией «Спутникс».
Тогда же на орбиту был доставлен еще один аппарат — совместная разработка МИЭМ НИУ ВШЭ, компании «Спутникс» и образовательного центра «Сириус» в рамках программы для школьников «Большие вызовы», где специалисты МИЭМ выступали в качестве преподавателей и руководителей проекта. Два аппарата строились одновременно и во многом идентичны, даже названия похожи: CubeSX-HSE и CubeSX-Sirius-HSE.
Дмитрий Абрамешин
О спутнике, его задачах на орбите, деятельности центра управления полетами, вовлеченности студентов в работу спутника рассказывает ведущий инженер лаборатории Дмитрий Абрамешин.
Что собой представляет спутник НИУ ВШЭ
CubeSX-HSE — малый космический аппарат, конструкция из трех юнитов (блок примерно 10х10 см), укрепленных на единой раме. Один из юнитов отводится под блок маховиков, ориентирующих аппарат в пространстве, второй включает в себя все платы для работы спутника, а третий полностью отведен под полезную нагрузку — камеру для дистанционного зондирования Земли.
Аппарат построен на базе платформы OrbiCraft-Pro 3U формата CubeSat, являющейся продуктом компании, и оборудован экспериментальной камерой на линзах Френеля, созданной в Самарском университете, и высокоскоростным передатчиком X-диапазона. Отработка систем управления спутником осуществлялась сотрудниками и студентами МИЭМ.
Немного статистики
В полете наш спутник ровно год. Средняя скорость движения — 7,59 км/c, путем простого умножения на 60 секунд, затем на 60 минут, 24 часа и 365 дней получаем 239 358 240 км, или 239,6 млн км. Если же в витках, то это 5470 полных витков вокруг Земли. Высота орбиты спутника — 569,8 км в апогее и 537,3 км в перигее. Снимков, если отбросить совсем неудачные, тестовые и пасмурные, — порядка 150, но не стоит забывать, что спутник сам по себе экспериментальный, а съемка — лишь часть его работы.
О задачах спутника
Можно определить две основные группы задач. К первой относятся опытные испытания оборудования — как функциональных плат, так и полезной нагрузки. Исследуются их надежность, долговечность, качество работы. Вторая группа задач — дистанционное зондирование Земли в видимом спектре, а это уже и мониторинг состояния поверхности планеты, и метеосъемка, и отслеживание масштабных изменений, и многие другие направления, где применяются подобного рода аппараты.
Как обеспечиваются работа спутника и прием телеметрии с него
Специально под эти задачи был создан центр управления полетами. Сигнал со спутника сначала поступает на приемо-передающую станцию УКВ-диапазона «Завиток М», туда же поступают и команды спутнику с Земли. Комплекс обеспечивает прием телеметрии с малых космических аппаратов на низкой околоземной орбите и передачу команд управления на них. Кроме того, он предназначен для работы в соответствии с регламентом любительской радиосвязи.
Затем при помощи оборудования происходит обработка сигнала. Специальное оборудование установлено как на верхних этажах корпуса МИЭМ, так и в лаборатории. Очень важно, что практически всю текущую работу по приему сигнала и мониторингу состояния спутника осуществляют наши студенты.
С какими сложностями пришлось столкнуться в реальной работе
Начиная от помех и заканчивая скачками электричества в здании, ведущими к сбоям и приемного оборудования, и его программного обеспечения. И, само собой, дополнительные калибровки алгоритмов наведения спутника, которые имели место быть.
Какие знания получают студенты, работая со спутником
Если вникать, если есть желание, то это и знание Linux, и принципы модуляции радиосигнала, его аналого-цифровое преобразование, умение работать с Software Defined Radio (SDR, программно-определяемая радиосистема), навыки работы с математическими моделями, фильтрами и сложными алгоритмами. Ну и, само собой, навыки удаленной работы.
О планах на будущее
Сейчас у нас полным ходом идет разработка своих учебных систем моделирования работы спутника, чтобы дать возможность погрузиться в сферу спутникостроения всем желающим. На сегодняшний день каждый может зайти на сайт лаборатории, где выложены снимки со спутников НИУ ВШЭ. На данной странице будут периодически выкладываться снимки не только со спутников НИУ ВШЭ, но и с других метеорологических спутников, у которых имеется открытый доступ. Также к концу учебного года лаборатория запустит приложение «Виртуальный космос — виртуальный спутник» для всех пользователей. ВКВС — полноценный учебный курс, опирающийся на симулятор космического пространства, разработанный студентами НИУ ВШЭ и сотрудниками УИЛ ФБКАиС. Данный продукт позволяет наглядно и близко познакомиться с процессом проектирования и программирования космического аппарата, а также увидеть его движение в невесомости орбитального полета.
Кроме того, мы сейчас занимаемся разработкой Автоматической идентификационной системы (АИС) — полезной нагрузки для спутника, позволяющей отслеживать положения судов в любой части океана, и надеемся в дальнейшем запустить ее в работу.
Спутник Вышки — год на орбите! Мы радуемся этому и призываем разделить эту радость вместе с нами. Участвуйте в викторине, отвечайте на вопросы о космосе и выигрывайте футболки с логотипом Высшей школы экономики и спутника НИУ ВШЭ!
