240 млн километров: спутник ВШЭ — год на орбите
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.
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!
Вам также может быть интересно:
Космические спутники Вышки: три года на орбите
День космонавтики — праздник и в Вышке. В марте 2024 года университет отметил важную веху — третью годовщину успешной работы на орбите своих первых спутников CubeSX-HSE и CubeSX-Sirius-HSE. Эти аппараты, созданные на базе платформ CubeSat для наблюдения за Землей, продолжают активно функционировать, подтверждая высокие технологические стандарты и надежность разработок университета.
«Управляем полетами малых космических аппаратов»: какие спутники запускают в ВШЭ
По итогам встречи с участниками III Конгресса молодых ученых президент России Владимир Путин поручил включить в новый национальный проект создание и запуск малых космических аппаратов (МКА). К нему должны быть привлечены и университеты. Руководитель Центра управления полетами Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ Дмитрий Абрамешин рассказал, как устроены МКА и какие спутники уже запустили в НИУ ВШЭ.
Путь к звездам: как Вышка запускает спутники и собирает таланты
В июне на околоземную орбиту выведен спутник CubeSX-HSE-3, созданный сотрудниками и студентами МИЭМ НИУ ВШЭ на базе платформы «ОрбиКрафт-Про 3U», разработанной частной космической компанией «СПУТНИКС». Это уже третий исследовательский аппарат, разработанный в Вышке в рамках проекта SPACE-π. Запуск еще одного космического аппарата команда НИУ ВШЭ планирует произвести в декабре 2023 года, а в дальнейшем предполагается выводить на орбиту по два кубсата в год. В том, чем занимаются вышкинские спутники в космосе и как строится работа над ними на Земле, специально для HSE Daily разбиралась Проектно-учебная лаборатория экономической журналистики ВШЭ.
Третий спутник Вышки CubeSX-HSE-3 запущен с космодрома Восточный
Малый космический аппарат, получивший название CubeSX-HSE-3, был создан силами сотрудников и студентов Московского института электроники и математики им. А.Н. Тихонова НИУ ВШЭ на базе платформы «ОрбиКрафт-Про 3U» компании «Спутникс». Работы велись в рамках проекта Space-π при поддержке Фонда содействия инновациям.
В космос с МИЭМ: полет нормальный!
12 апреля в МИЭМ НИУ ВШЭ прошла традиционная Большая космическая перемена. Интерактивное событие для студентов и сотрудников института организовали специалисты Учебно-исследовательской лаборатории функциональной безопасности космических аппаратов и систем.
478,7
478,7 млн километров прошел первый спутник НИУ ВШЭ — сегодня два года, как он вышел на орбиту. Пуск ракеты-носителя «Союз-2.1а» с разгонным блоком «Фрегат» и 38 космическими аппаратами на борту, среди которых был и CubeSX-HSE, состоялся 22 марта 2021 года со стартовой площадки космодрома Байконур.
Запуск с Байконура второго спутника НИУ ВШЭ прошел в штатном режиме
9 августа была запущена ракета-носитель «Союз-2.1б» со вторым спутником НИУ ВШЭ — он будет вести мониторинг земной поверхности Арктического региона. Заместитель директора МИЭМ НИУ ВШЭ Андрей Абрамешин рассказал о больших планах университета на работу в космосе. А победитель конкурса «Высший пилотаж» Алексей Гиленко, присутствовавший на Байконуре, поделился впечатлениями от запуска.
Запуск второго спутника ВШЭ с Байконура намечен на 9 августа
С космодрома Байконур на околоземную орбиту 9 августа отправится второй спутник НИУ ВШЭ. Первый был запущен в марте прошлого года, продолжает успешно функционировать и присылать снимки Земли в Центр управления, расположенный в МИЭМ. В чем отличия полезной нагрузки нового кубсата, зачем ему плазменный двигатель и что такое автоматическая идентификация судов, рассказывает заместитель директора МИЭМ НИУ ВШЭ профессор Андрей Абрамешин.
Завершилось голосование за название для нового спутника Вышки: победила традиция!
CubeSX-HSE2 — под таким именем отправится в космос второй кубсат НИУ ВШЭ. Его запуск запланирован Роскосмосом на 9 августа 2022 года с космодрома Байконур. Этот спутник будет осуществлять мониторинг земной поверхности Арктического региона, а также станет частью системы отслеживания движения судов по Северному морскому пути. Первый малый космический аппарат Вышки, CubeSX-HSE, был доставлен на орбиту год назад.
Голосование за название для второго спутника НИУ ВШЭ завершится 20 апреля
Всю прошлую неделю студенты и сотрудники Вышки активно предлагали версии названия для второго спутника ВШЭ, запуск которого запланирован Роскосмосом на 9 августа 2022 года с космодрома Байконур. Из множества вариантов выбрано шесть, и теперь сообществу университета нужно назвать лучший. Голосование завершится через два дня.