Чоловіча зірка зателефонує в космос

За більш ніж рік команда ентузіастів зробила мікросупутник, який буде мати тільки одне, але незвичайне призначення - популяризація астронавтики і виклику всіх людей, щоб підняти голову і подивитися на небо. У цей літній час супутник міг стати найяскравою зіркою протягом декількох тижнів. Я інтерв’ю засновника проекту, начальника навчальної програми «Сучасна коснаутика» в Університеті машинобудування та популяризації космонавтики Олександра Шаєнко.

Натюрморт

Олександр Шаєнко працює в космічній галузі понад 10 років. Брав участь у створенні ракетно-пускової техніки Angara і KSLV-1, супутника DX1 приватної російської компанії Dauria Aerospace, взяв участь у проекті для створення міні-люнар Rover Selenokhod. Протягом останніх років він проводить національну програму популярних наукових лекцій з космонавтики (проект «Косм від моря до моря»), створив курс «Основи космонавтики» для тих, хто закінчив некосмічну спеціалізацію в університетах, організували Літню космічну школу, створену і веде програму бакалавра «Сучасні космонавтики» в Університеті машинобудування.

Олександр, робота на супутнику з'явилася довго, але я досі дивую, де ця ідея з'явилася. Чому зірка?
Ідея маяка прийшла з двох сторін. Перш за все, мій досвід в нашій ракетно-космічної промисловості привів мене вірити, що космічні досягнення є річ минулого, не тому що у нас є мало грошей, а не тому, що люди ступені, не тому, що наша технологія слабка. Справа в тому, що навіть працівники галузі для найбільшої частини не знають, чому необхідна просторова розвідка. Чому вони самі потребують маніфестованих рейсів, чому вони будують нові ракети, чому міжпланетні станції. І через це, наші плани постійно змінюються або відкладені, і проекти перетягуються протягом десятиліть. Я почав думати про те, що я можу особисто змінити це. Я думав, що якщо ви покажете людей, які місця можуть дати їм особисто, і це буде цінним для них, вона змінить ставлення суспільства до розвідки простору, а ставлення ракетно-космічної промисловості до їх роботи.
Для цього я почав давати популярні наукові лекції, в яких я почав говорити про те, що космонавтика цікава, незвичайна, красива, захоплююча. І після однієї лекції була друга причина.
По-друге, в самому кінці грудня 2013 року друг прийшов до мене після лекції і попросив мене, як запустити супутник в космос. Я пояснив йому, як це зробити і дав йому адресу сайту Kosmotras. Тоді він запитав, що цегла може бути запущена в космос. Я сказав, що я міг, але ніхто не бачив. Цікаво, що в космосі буде видно. На мій погляд, я зрозумів, що це буде відносно простим. І тоді я зрозумів, що якщо я міг зібрати ентузіастів, зробити супутник, який буде видно з орбіти на голе око, це може бути гарним прикладом для людей, які були доступні космічні дослідження. Для того, щоб запустити реальні супутники в космос, вам не доведеться працювати для гігантської корпорації або бути мільярдером. І як кажуть, загортають...
Символічно, ці причини показані в нашому мультфільмі:


У вас вже є ціла команда однодумців. Що можна розповісти про них?
На додаток до мене і «голови відділу психологічного розвантаження» монгеля Квасара, є десять більше людей в команді. Ми працюємо у сфері космічних технологій, ІТ-фахівців, PR-фахівців, студентів, всіх, хто знає і любить. Що вони хотіли розповісти про себе тут.

БудівництвоЯк я розумію, супутник повинен бути досить простим. Що буде так?
Маяк виготовлений в популярному форматі Cubesat. Це супутники з обмеженими, дискретно визначеними розмірами. Один «розкритий» супутника, один блок, має розміри 100 мм на 100 мм на 100 мм і масу до 1.33 кг. Формат був розроблений для того, щоб маленькі супутники були уніфіковані з точки зору методу запуску. Багато стартових контейнерів були винайдені для кубів, в яких вони вводять на орбіту на різних ракетах, і з яких вони потім переходять в космос. Відносно кажучи, будь-які кубики можуть працювати в будь-якому контейнері. Це значно знизило вартість і прискорюється запуску.
"Lighthouse" - куб.сат для трьох одиниць з розмірами 100 мм на 340.5 мм. Містить 4 кг.

У структурному порядку він складається з таких систем:

• Відкриття сонячного відбиття,
• Система управління,
• Система живлення,
• Двигун,
• Корпус.

Не існує радіопередавача на борту, це значно полегшує і зменшує вартість координації запуску.



3D модель супутника в розібраному вигляді

Якщо немає передавача і ресивера, то супутник буде працювати відповідно до його програми. Чи можете ви розповісти нам про супутникову циклограму?
Цикл роботи пристрою з моменту поділу з пускового транспортного засобу (CO, контактного відділення) до вимкнення системи управління наступним чином:

1. KO+ 0 секунд Активація системи управління.
2. KO + 30 секунд. Початок сонячного рефлектора.
3. KO + 150 секунд. Кінець розкриття сонячного відбиття.
4. KO + 151 секунд. Початок струменевого двигуна хребта.
5. KO + 1951 другий. Вимкніть двигун. Відключення системи управління.

Під час цього процесу маяк розкриє тетрагедро з полімерної плівки, простягається на рамі, і буде скручуватися по всіх осях загальною кутовою швидкістю принаймні 1 об / хв.

Два хвилини відкрити рефлектора. Чи є це великий?
Так, наш рефлектор є постійним тетрахедроном з боком 3 метрів. Площа одного боку, так як легко розрахувати, складе 3.8 м2 і загальна площа складе більше п'ятнадцять квадратних метрів. За нашими підрахунками маяк буде мати величину -10, яка яскравіше, ніж будь-яка зірка. Відчайдушний супутник запалить навіть яскравіше, а перед входом в атмосферу буде світитися з величиною -13, як повноцінний місяць!

І як ви встигли поставити цей товстий господиня тут, це великий тетрахедрон в цій маленькій коробці? Вам доведеться додати більше чотирьох разів. . й
Металева плівка, з якої виготовлений рефлектор, становить лише 5 мікрометрів товстої, 20 разів тонше, ніж людське волосся. І ми відкриваємо його за принципом рулетки - три еластично деформовані профілі (полотні роулетні) на барабани і розморожені мотором. Що стосується того, що ми використовували рулетку в тестах:



Аналізи системи розгортання, жовтень 2015. Дві стрічки переходять на підлогу, як якщо в нульовій тяжіння (гравітність спрямована перпендикулярно), третя стрічка не може бути розвантажена в цих умовах і нічого не робить.

Чому ви збираєтеся спинити супутник?
Супутник скручується по всіх осях так, щоб пляма відображеного світла проходить навколо всієї частини планети видно з космічних апаратів якомога частіше, що дозволить якомога більше людей максимально побачити маяк. Пристрій буде скручуватися по всіх осях з загальною кутовою швидкістю не менше 1 обороту за секунду.

Якщо ви подивитеся на циклограму, то супутник буде зануритися на півгодини. Ви використовуєте спеціальний двигун?
Справа в тому, що кубики не можуть використовувати піротехніку, токсичні речовини, високий тиск. Ми розробили двигун, який працює на тепловій декомпозиції карбонату амонію. Ця речовина використовується в харчовій промисловості, щоб розпушувати тісто і не небезпечно. Двигун являє собою герметично закритий відсік з насадкою. Всередині відсіку є так звані замінні модулі реактора - це складання двох електронагрівачів, між якими розміщено пакет з напресованим вугіллям амонію. Збірка поміщається в опалювальну косу, яка при роботі обігрівачів компресована і зберігає контакт між обігрівачами і реагентом. Є два такі модулі в нашому реакторі. Це дозволяє до 30 хвилин мати тягу до 5 грам з певним імпульсом 80 секунд.



Схема роботи



Виготовлені обігрівачі

РокетЯ був здивований, щоб ви могли отримати місце на ракеті. Чи складно? Ви повинні пройти через установи та інші великі організації?
Ні, простіше. Ви можете отримати на ракеті гроші, як і в будь-якому місці. Але до того, як маяк в РН не зламався від стартового столу, я вважаю, що нам ще не вдалося отримати місце.
Навесні 2015 року ми почали переговори з Спутниками, які почали надавати свої послуги для запуску кубів. До нас прийшли менеджери Glavkosmos, це свого роду комерційний інтерфейс Roscosmos для іноземних клієнтів. З тих пір були кілька прецедентів запуску російського космічних апаратів поза галуззю, по суті, ті ж Спутники на ракеті Дніпро і Даурія аерокосмічний простір на ракеті Союз-2, вони, ймовірно, почали займатися студентськими проектами. Glavkosmos запропонував кращу ціну, тому ми пішли до них. Також є закордонні постачальники запуску, такі як ISIS і Commercial Space Technologies, але вони більш дорогі.

А що запускаєте, у вас є розташування?
Ми готуємо до запуску на ракеті Soyuz-2 з RB Frigate. Авіаперевізник у червні 2016 року буде виводити космічних апаратів «Канопус-В-ІК», ми літаємо прохідний вантаж. Початкова висота орбіти становить 600 км, орбіта є сонце синхроном, нахилом приблизно 98 градусів. На цій орбіті Маяк прослужить 25 днів.

ТестуванняЯкщо ви уявите необхідну кількість робіт, то з червня відкривається ляка. Ви зробили багато тестів ще?
Схматично, тест-план може бути представлений наступним чином:


Результати випробувань показали, що системи добре працювали.
На макеті працює механізм відкриття ребра, тепер проводиться збірка механізму приглушення сонячного рефлектора. Після цих випробувань можна приступати до виготовлення варіанту польоту сонячного рефлектора.

У соцмережах я пам'ятаю, я бачив неруйнівну історію, як ви стратосферні тести модель супутника не повертався через деякий образ. Що ви робите, щоб забезпечити надійність?



Фото з стратосферичних тестів

Так, наша телеметрія і контрольне обладнання переповнені і почали перезапустити під час польоту, тому я не давав команду для активації супутника. Він ніколи не висаджується без навіть стартових робіт. А за надійність нашого супутника ми плануємо зробити наступне:
Компоненти живлення, як найбільш завантажені в системі управління, дублюються. Також дубліковані сигнальні лінії та механічні елементи управління (відправлення контактів, початок ключ). Логічна схема, на нашу думку, набагато надійніше і не вимагає дублювання або інших спеціальних заходів для підвищення надійності.
Надійність неруйнованих елементів супутникових систем забезпечується їх програмою тестування - спочатку за допомогою системних тестів, після чого комплексний електричний «на столі», потім комплексний електричний в вакуумі, а потім вібродинамічний, з перевіркою функціонування до і після застосування механічних навантажень.

Після історії Фобос-Гронта ви стаєте боїтеся важко заряджених частинок. Що робити, якщо він зачіпає вашу систему управління?
У нас є захист програмного забезпечення від TPH. При роботі на флешці поточний час записується, коли перезапуск відбувається перехід до останнього записаного кроку. Таким чином, похибка у виконанні циклограми може бути менше 0,1 с, що не є значним для наших цілей. Двигуни та орієнтаційні системи, як на "Фобос-Грун", ми не маємо :

Гроші.У 2014 році ви успішно підняли 407,000 рублів за натовпом Що робити?
На стратосферних тестах витрачали понад сотні тисяч. П'ятдесят тисяч для виготовлення нагрівачів. Решта - це подарунки спонсорам та придбанням необхідних інструментів та матеріалів. Повний звіт доступний тут.

А тепер, ви повинні бути підняті мільйон і половина. Що буде це гроші?
Поточні збори є підвищення грошей для виробництва льотних копій супутника, ми хочемо зробити два з них, платити за тести і, по суті, для орбітального запуску. Кожна річ, як приз, також в кошторисі.
На великому масштабі планується наступні витрати:

1. Виробництво двох льотних примірників травного космічних апаратів 1,5 млн рублів,
2. Проведення вібродинамічних тестів, 1,5 млн рублів,
3. Проведення теплових вакуумних випробувань, 2,5 млн рублів,
4. Орбітальний запуск 2,8 млн рублів,
5. Нетехнічні витрати (для спонсорів і т.д.) 0,7 млн. руб.

Якщо ми керуємо економити гроші, ми витрачаємо кошти на додаткову роботу заліза.

Особисто я плутаюся тим, що МІС летять більше 15 років, вона регулярно спостерігається, і, з власного досвіду, його спостереження вражає. По-перше, маяк буде яскравіше.
По-друге, Маяк буде видно по всій Землі, від Північного полюса до Південного полюса.
По-третє, Маяк буде виконано захопленими, звичайними людьми, які хочуть займатися астронавтики. Це найважливіший результат для мене та команди проекту. Так ми можемо змінити спосіб, який ми думаємо про розвідку простору. Ми зможемо показати, що розвідка простору цікава, красива, захоплююча. Ви не повинні мати мільярдів або працювати для величезної корпорації. Він хотів, зібрати друзів, запустив супутник на орбіту. Перший радянський супутник зробив той же для людства. Не укомплектовано науковим обладнанням, однак, він мав можливість надихнути багатьох зусиль для залучення космічних розвідок та вимушених багатьох країн для залучення космічних розвідок. Ми очікуємо подібного ефекту не для країн, але ентузіастів.

У офіційному прес-релізі Roscosmos, який я бачив на вашому сайті, напишіть про інші цілі проекту - перевірте аеродинамічну систему для відправлення супутників з орбіти, вивчення атмосфери та визначення яскравості об'єктів. Чи є це дискусію чи додатковою метою? Це реальні наукові виклики. Більш того, на мій погляд, аеродинамічна гальмівна система може мати комерційний потенціал, оскільки зараз, щоб принести супутник з орбіти вимагає системи управління і пропульсної системи на борту, яка є дорогою і важкою. За допомогою дизайну, схожого на сонячний рефлектор Mayak, супутники можуть бути десорбовані набагато простіше і дешевше. Я вже отримав аналогічні пропозиції. Простий і дешевий спосіб деорбітних супутників, особливо малих, значно зменшить ризик виникнення нових просторових сміття.
Для науковців, які вивчають верхню атмосферу, маяка буде корисною для її чутливої реакції на щільність повітря. У тих місцях, де щільність вище, супутник сповільнить швидше, і її орбіта знизиться сильніше, і навпаки. Зберігаючи свій рейс, можна буде вивчити верхню атмосферу. І, нарешті, маяк може служити довідковим предметом для обчислення видимої величини зірок.

Нарешті, дозвольте нам мріяти. Давайте скажемо, що маяк був запущений і успішно працював. Що ви очікуєте від проекту? Я хотів би зрозуміти, що завдяки проекту «Майак», команди людей з'явилися в Росії і в світі, які почали займатися космонавтики в широкому сенсі: вони пішли вивчати космонавтику, включаючи до мене, створити простір і ракетні стартапи, щоб зробити хороші фільми про простір і писати книги про це і так далі. Так що є попит на космічних досліджень у світі. Я дуже щасливий.

П.С. Олександр на Geektimes 4110, і він може відповісти.

Джерело: geektimes.ru/post/270570/