Журнал «Компьютерра» № 15 от 17 апреля 2007 года

Журнал Компьютерра

Можно выделить два основных направления, по которым развиваются малые спутники. Первое направление (условно назовем его университетским) базируется на весьма противоречивой идее «Better, Faster, Cheaper» [Анализ эффективности предложенной парадигмы приведен в статье Jim Watzin (NASA Goddard Space Flight Center), Observations from over a Decade of Experience in Developing Faster, Better, Cheaper Missions for the Nasa Small Explorer Program, Acta Astronautica, 2001, Vol. 48. No. 5-12. pp. 853-858. Интерпретация для детей почему надо делать малые спутники в забавной форме

приведена на сайте НАСА] («Лучше, быстрее, дешевле»), провозглашенной в американской программе НАСА X2000 (программа разработки и создания миниатюрных космических аппаратов). Хотя правильней уж сказать «lower cost», так как термин «cheap» носит смысл «дешевка», а не низкая стоимость. Спутники, разработанные по такой идеологии, действительно невелики (обычно 10—100 кг и несколько десятков сантиметров). При их изготовлении используются самые доступные компоненты, как правило, даже не проходящие сертификации для применения в условиях космоса — и это при обычно негерметичном исполнении корпуса спутника! Основная экономия имеет три «составные части»: недорогие комплектующие, дешевые студенческие рабочие руки и — при малой массе спутника — дешевый, а зачастую и бесплатный вывод на орбиту. Такие спутники, конечно, не решают сложные научные или технологические задачи. Полезная нагрузка для них может поставляться даже бесплатно — с целью, например, проверки ее работоспособности в условиях космоса перед использованием в дорогостоящих проектах.

Международный проект «Радиоастрон»

«Запуск российской астрофизической обсерватории „Радиоастрон“, оснащенной мощным научно-информационным комплексом, а также раскрывающейся в космосе 12-метровой параболической антенной, планируется в середине 2007 года. Запуск будет осуществлен на украинской ракете-носителе „Зенит“ с космодрома Байконур», — сообщил на пресс-конференции в Институте космических исследований (ИКИ) ведущий эксперт астрономического центра ФИАН профессор Николай Кардашев.

Для космического радиотелескопа баллистиками была специально найдена необычная высоко апогейная орбита спутника Земли, на параметры которой существенную роль играет гравитационное поле Луны, систематически поворачивающее плоскость орбиты около большой ее оси. Хотя Луна и находится довольно далеко от спутника, на расстоянии более 50 000 км, тем не менее она оказывает постоянное слабое гравитационное воздействие на него. Поворот орбиты обеспечивает высокое разрешение изображения исследуемого небесного объекта по всем направлениям.

Цель проекта состоит в том, чтобы создать совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов единую систему наземно-космического интерферометра для получения изображений, координат и угловых перемещений различных объектов Вселенной с исключительно высоким разрешением. Ширина лепестка интерферометра на самых коротких волнах будет до 7 миллионных долей секунд дуги, что при отношении сигнала к шуму около 10 позволит проводить измерения до микросекунды дуги (примерно в 20 млн. раз лучше, чем разрешение человеческого глаза). Активные ядра галактик, окрестности черных дыр, а также квазары находятся от Земли так далеко, что различить их структуру с помощью использовавшихся до последнего времени инструментов невозможно.

Программа «РадиоАстрон», начатая Астрокосмическим центром (АКЦ) Физического института РАН совместно с другими институтами РАН и организациями Федерального Космического Агентства (ФКА), расширилась в глобальное международное сотрудничество. Ученые двадцати стран создают часть бортовых научных приборов, специальные телеметрические станции и центры обработки, участвуют в составлении научной программы и гарантируют подготовку и участие в проекте «РадиоАстрон» крупнейших наземных радиотелескопов. Станции приема информации и синхронизации разработаны в НАСА и Национальной радиоастрономической обсерватории США. Крупнейшие радиотелескопы мира предполагают участвовать в проекте. При этом Россия взяла на себя обязательство создать спутник, антенну космического радиотелескопа и часть бортовых приборов. Спутник и конструкция космического радиотелескопа будут разработаны в НПО им. Лавочкина.

Дальнейшим развитием этого направления будет подготовка аналогичного проекта для миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Проект «Миллиметрон» (криогенный телескоп для исследований в автономном и интерферометрическом режимах в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах) обеспечит еще более высокое угловое разрешение (до наносекунд дуги) и значительно более высокую чувствительность за счет глубокого охлаждения телескопа и расширения полосы приема.

www.asc.rssi.ru/radioastron/rus/index.html

www.laspace.ru/rus/spectrR.php

http://subscribe.ru/archive/science.news.texnologiy/200610/06205521.html

Пожалуй, главным результатом такого подхода является обучение специалистов через непосредственное участие в практической работе, пусть и несложной, но содержащей все основные этапы реальных проектов, чего не удается достигнуть при любом, сколь угодно изощренном аудиторном обучении.

Еще одним достоинством такого способа обучения является возможность для студента принять участие во всех этапах проекта — от замысла до обработки полетных данных в течение всего срока пребывания в университете. Назову некоторые из известных зарубежных университетов, интенсивно вовлекающих студентов в разработку малых спутников:

• Технический университет Берлина (наноспутники TUBSat);

• Центр космических технологий и микрогравитации Бременского университета (BremSat);

• Университет графства Суррей (ныне — организация SSTL; начиналось со спутников UoSat, всего на настоящий момент запущено 26 малых спутников);

• Университет штата Юта (аппарат NuSat);

• Стэнфордский университет: проект OPAL, пикоспутники StenSat массой 0,2 кг (!), QuakeSat, CubSat;

• Университет Санта Клара (спутник Artemis);

• Университет Рима La Sapienza (четыре микроспутника UniSat).

Интересное начинание предложил профессор Роберт Твиггс из Стэнфордского университета несколько лет назад: каждый желающий может запустить индивидуальный наноспутник массой 1 кг и размером 10х10х10 см — эдакий кубик, — и назвал его CubSat. Объявленная цена услуги — 50 тысяч долларов. Нельзя сказать, что выстроилась очередь из желающих, но то, что мода пошла на CubSat’ы, сказать можно. На фото изображен макет спутника в руках профессора Клауса Шиллинга из Университета Вюрцбурга (Wuerzburg University), Германия, под руководством которого по идеологии CubSat’a был разработан студентами и 27 октября 2005 года успешно выведен на орбиту спутник UWE-1. Всего к настоящему времени изготовлено тридцать с лишним спутников этой серии и большинство из них выведено на орбиту.

В России примером такого подхода являются проекты малых спутников, разрабатывавшиеся в недалеком прошлом и разрабатываемые сейчас в МАИ, МГТУ, МЭИ, САКУ, ВИКИ, МГУ и других вузах [Подробный перечень проектов микроспутников приведен на сайтах microsat.sm.bmstu.ru/source/mrewMICS.html и space.skyrocket.de]. В качестве примеров можно привести российско-американский наноспутник REFLECTOR массой 6 кг, разработанный НИИ прецизионного приборостроения совместно с ИПМ им. М. В. Келдыша РАН при участии студентов МФТИ, и первый отечественный наноспутник ТНС-0, созданный в РНИИ космического приборостроения также совместно с ИПМ им. М. В. Келдыша РАН при участии студентов МФТИ. Стоит упомянуть и микроспутник «Татьяна», запущенный в честь 250-летнего юбилея МГУ им. М. В. Ломоносова, и микроспутник «Колибри», разработанный ИКИ РАН.