В Самарском университете создали технологию управления роем микроспутников

Студенты и аспиранты Самарского университета им. Королева разработали технологию управления роем пикоспутников, которая будет испытана в космосе. Об этом сообщает пресс-служба вуза. Об этом пишет портал СитиТрафик.

Технология была создана в рамках студенческого проекта, ставшего победителем в конкурсе федерального проекта Минобрнауки России "Кадры для космоса". Она будет протестирована во время запуска группировки из восьми пикоспутников, которые в настоящее время разрабатываются в университете.

Каждый из сверхмалых космических аппаратов (размером 49×49×96 мм) будет доставлен на свою орбиту с помощью наноспутника формата CubeSat 3U. Этот спутник, как "космическая матрешка", доставит своих "пассажиров" до нужного места и выпустит их в свободное плавание. После этого они будут полагаться на себя и команды с Земли.

"Пикоспутники будут запущены на низкую орбиту на высоте около 400 км. На таких орбитах присутствует остаточная атмосфера, из-за которой спутники постепенно теряют высоту. Сила лобового сопротивления атмосферы зависит от обтекаемости космического аппарата: чем больше площадь его поперечного сечения, тем сильнее сопротивление и торможение. Представьте, что вы бежите против сильного ветра в куртке нараспашку или застегнутой: в первом случае сила торможения больше. Используя атмосферу как управляемый тормоз, мы можем изменять скорость и высоту орбиты спутника, меняя его ориентацию в пространстве. Например, спутник может повернуться носом вперед, чтобы минимизировать сопротивление, или развернуться так, чтобы солнечные панели были перпендикулярны потоку, что увеличит торможение", - пояснил Сергей Ивлев, главный конструктор спутниковой группировки и аспирант кафедры динамики полета и систем управления.

Спутники будут ориентироваться по командам с Земли с помощью уникальной бортовой системы ориентации, разработанной в университете и весом всего 40 граммов. В ней размещены четыре электродвигателя и блок с магнитными катушками. Четыре маховика обеспечивают активное управление ориентацией аппарата, а три магнитные катушки формируют управляющий магнитный момент при взаимодействии с магнитным полем Земли.

По расчетам, управляемое торможение позволит расположить группировку из восьми пикоспутников на орбите оптимальным образом за неделю. Спутники, выпущенные одновременно, образуют рой и будут размещены на одинаковом расстоянии друг от друга, что обеспечит мониторинг заданного района или объекта на Земле.

"Главная научная новизна проекта заключается в пассивном разведении роя спутников и их выстраивании в упорядоченную орбитальную группировку. В отличие от традиционных методов, где изменение орбиты происходит за счет импульсных включений двигателя, наш подход позволяет поддерживать строй с помощью непрерывного изменения лобового сопротивления за счет изменения ориентации спутника. Это также имеет экономический эффект - удешевление миссий по дистанционному зондированию Земли. Можно запустить целую группировку спутников, пусть и маленьких, по цене запуска одного кубсата", - добавил Ивлев.

В университете завершено проектирование элементов конструкции пикоспутников и кубсата-носителя, идет сборка космических аппаратов. Проект предполагает массовое производство элементов конструкции, бортовых систем и модулей сразу для целой группировки спутников. Завершить сборку планируется до конца 2026 года.

Из-за небольших размеров пикоспутники обычно не оснащаются двигательными установками для коррекции орбиты. Однако, когда в космос отправляется целая группировка аппаратов, необходимо упорядочить их, расположив на определенном расстоянии друг от друга, чтобы избежать столкновений и обеспечить эффективное выполнение задач.

Проект в Самарском университете включает создание наноспутника-носителя формата CubeSat 3U и восьми пикоспутников формата 2tU. На пикоспутниках будут установлены фотокамеры для обзорной фотосъемки Земли и отработки системы ориентации и межспутниковой связи. Разработанная схема включает два управляющих устройства: процессор для сложных задач и микроконтроллер для базовой работы бортового компьютера, включая телеметрию и радиопередачу.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX