Наноспутники: уверенный полёт
18.09.2020
Поначалу это казалось весёлой шуткой – студенты поместили в банку из-под пепси-колы батарейку, микропроцессор, приёмник-передатчик и запустили в космос, совсем невысоко, на несколько километров. И назвали мини-звездолёт словом «кансат» от английского сокращения «CanSat», что расшифровывается как «банка» + «спутник».Позабавились
Идея понравилась, и вскоре к американцам присоединились японцы, потом студенты из других стран, а в 1999 г. состоялись первые соревнования миниатюрных космических моделей. В России первое такое состязание проходило не где-нибудь, а у нас, на аэродроме Грабцево в Калуге! Это было почти десять лет назад. Команда наших юных земляков, которые занимались в калужском центре космического образования «Галактика», в тот раз заняла почетное третье место.Теперь во многих передовых странах начиная с США малые космические аппараты стали важным инструментом космической деятельности. Запускают их на орбиту целыми пачками одновременно. Наполняют датчиками, детекторами, спектрометрами, другой полезной нагрузкой. Они применяются и для исследования космического пространства, и для зондирования Земли, в том числе при чрезвычайных ситуациях. Достоинство состоит в том, что их много, и это обеспечивает получение сплошных геоданных с высоким разрешением. А самое главное преимущество – на их создание уходят не многие годы, а всего несколько месяцев и расходы снижаются во много раз.
Поворот
За минувшие годы мини-спутники развились и стали массовым продуктом. В конце 1990-х годов они превратились из консервной банки в кубик, и такой формат называют кубсат. Появились в продаже стандартные комплектующие для сборки аппаратов размером 10х10х10 сантиметров. Часто их соединяют по нескольку штук в блоки.Они могут быть весом в несколько килограммов, имеют серьезную начинку в зависимости от назначения, некоторые оснащаются двигательной установкой, чтобы при необходимости маневрировать. Поднимают их ракетами уже не на прежние 4 км, а в безвоздушное пространство на высоту в десятки и сотни километров. И все равно это маленькие не слишком дорогие аппараты, которыми могут заниматься частные компании и небогатые научные учреждения. Появились университетские спутники, а некоторые кубсаты стали первыми национальными спутниками своих стран, как, например, эстонский (на фото).
То есть довольно неожиданно в мире произошел космический поворот от мощных многотонных кораблей к малым космическим аппаратам весом до тонны – МКА.
Обучение через исследования
Создавая наноспутники, студенты многих стран учатся конструировать космическую технику, нарабатывая хороший опыт. В США на протяжении ряда лет действует программа НАСА по поддержке университетских проектов, использующих малые космические аппараты для решения научных и прикладных задач.Университеты России тоже активно занялись космическим строительством, а в самом конце прошлого года Роскосмосом утверждена программа запуска малых космических аппаратов «УниверСат».
У нас в стране сейчас на МКА планируются все перспективные орбитальные группировки. Об этом говорилось на симпозиуме «Современные проблемы создания российских малых космических аппаратов и их использования для решения социально-экономических и научных задач». Симпозиум проводился в рамках Научных чтений памяти Циолковского, и представители ряда университетов страны сообщили о своих достижениях.
В частности, на малых космических аппаратах, созданных в МГУ, исследовались радиационные излучения, так как до сих пор нет полной динамической картины – где и какие будут потоки на орбитах разной высоты. Они постоянно изменяются, то и дело приводя к неприятностям.
Неприятности – мягко сказано. На самом деле это и всплески смертности и сердечно-сосудистых заболеваний у магнитозависимых людей, и сбои в работе наземных станций связи и энергетики, и аварии космической техники. Поэтому анализ солнечной активности и радиационной обстановки помогает прогнозировать космическую погоду, от которой во многом зависят жизнь и деятельность землян.
С помощью МКА решалась задача создания группировки спутников для мониторинга в реальном времени околоземного космического пространства. Исследовались последствия выбросов от Солнца, космическое гамма-излучение, электромагнитные вспышки. Построены детальные графики изменения потоков лучей с точностью до долей секунды, а в дальнейшем планируется создать трехмерную картину космической радиации вокруг Земли. Все это поможет избежать опасных последствий от космических угроз.