Недитячі кубики: як кубсати зроблять космос доступним для всіх

10х10х10

Кубсат (англ. Cubesat) - це невеликий космічний апарат або наносупутник. Найменший кубсат

виглядає як кубик, габарити якого складають10х10х10 см, або один "юніт" (1U), а маса не перевищує 1,5 кг. Але найчастіше апарати є з'єднані «кубики». Наприклад, такі пристрої бувають розмірністю 3U, 6U, 12U.

Незважаючи на розміри, супутники можуть вирішувати різнінаукові та дослідницькі завдання. Наприклад, кубсати застосовують для дистанційного зондування поверхні Землі, зйомки з космосу районів паводків, лісових пожеж та інших НС, вивчення стану інфраструктури, атмосфери, екології та клімату.

Сучасні кубсати оснащені сонячнимибатареями, датчиками збору даних та антеною для їх передачі на Землю. На них може бути камера, модем для роботи систем інтернету речей, пристрої фіксації та моніторингу температури або космічного випромінювання. Додатково кубсат можна обладнати міні-дисплеєм із селфі-камерою, наприклад, для трансляції реклами з космосу, сонячним вітрилом, накопичувачами інформації для віддаленого зберігання, приймачами навігаційних сигналів морських суден (AIS-сигнал) та приймачами сигналу (ADS-B) для контролю руху літаків і навіть контейнером із прахом.

«Здебільшого наносупутники виготовляються доКілька місяців з відносно простих і не дуже дорогих компонентів. Більшість їх немає активного управління, орієнтації у просторі, багатьох інших складних і дорогих підсистем, як великі апарати. Але вони виконують корисну та осмислену роль, а їх функціонал поступово зростає. Завдяки кубсатам можна вирішити завдання, отримати потрібний результат на порядок швидше і в 20 разів дешевше, ніж під час запуску звичайних супутників», - розповів керівник напрямку НТІ AeroNet із приватної космонавтики Роман Жіц.

Кубсат (англ. Cubesat) - це невеликий космічний апарат або наносупутник

Підвладні школяру

Перші наносупутники у 1999 році розробилифахівці Каліфорнійського політехнічного та Стенфордського університетів. За допомогою кубсатів студенти проводили наукові експерименти та тестували нові технології. Зараз ці супутники, як і раніше, використовуються в освітніх цілях.

У Росії розробкою, створенням та вивченнямкубсатів займаються не лише студенти та аспіранти, але навіть школярі в рамках різноманітних програм та гуртків. Такі уроки вчать дітей роботи в команді, уважності до деталей, підвищують їх професійні навички та знання, а також допомагають створити нових високоспеціалізованих та мотивованих фахівців.

Виготовлення кубсатів з нуля - складна ідорога процедура. Тому збирають їх переважно за допомогою спеціальних наборів-конструкторів. Для цього потрібно знати про будову кубсатів, а також потрібне обладнання та лабораторія, в якій можна протестувати їх перед запуском. Наприклад, у Росії такі набори виробляє учасник ринку НТІ AeroNet, компанія «Супутнікс» (входить до SITRONICS Group).

«Зібрати кубсат із набору — цілком посильнаЗавдання для технічно грамотної людини. Саме так ми зараз працюємо зі школярами та студентами за програмою Space-π Фонду сприяння інноваціям. Ми поставляємо набори-конструктори, а школярі та студенти — вигадують своє корисне навантаження, збирають сам супутник і запускають його у космос», — розповів генеральний директор «Супутнікс» Владислав Іваненко.

За цією програмою з учнями працює та іншакомпанія-учасник ринку НТІ AeroNet - "Геоскан". Вона постачає готові кубсати разом із встановленням на них корисного навантаження замовника. У майбутньому компанія планує виробляти на ринку освітні конструктори та пропонувати окремі деталі для виготовлення наносупутників.

«Є вузи, які завдяки існуючійматеріальній базі здатні створювати власні платформи стандарту CubeSat та корисне навантаження силами викладачів та студентів, що дає цінний досвід для всіх учасників. Але якщо основна мета — провести експеримент на орбіті або випробувати корисне навантаження, то й вузи набувають готової супутникової платформи», — розповів керівник проекту космічних наносупутників «Геоскана» Олександр Хохлов.

За допомогою кубсатів студенти проводили наукові експерименти та тестували нові технології. Зараз ці супутники, як і раніше, використовуються в освітніх цілях.

Запускаємо та отримуємо

Для виведення кубсату в космос потрібно брати участь у державній програмі з освітніх запусків або замовити випуск у приватного космічного провайдера.

Кубсати запускають декількома способами.Іноді їх виводять у ручному режимі з борту Міжнародної космічної станції (МКС), але найчастіше — при запуску важкої ракети. Апарати поміщають у спеціальний контейнер на верхньому щаблі ракети, після виведення на орбіту кришка контейнера відкривається, і кубсати розлітаються в космосі. За такого запуску є нюанс: кубсати виводяться не на конкретні, заплановані орбіти, а на довільні.

У світі набирає популярності запуск апаратів за допомогою ракет-носіїв надлегкого класу, які можуть виводити кубсати на цільові орбіти.

«Ракети надлегкого класу можуть відправити вкосмос десятки кубсатів не попутним, а цільовим запуском. При цьому їх виведуть на спеціалізовану, точну орбіту за меншу вартість і набагато швидше. Така бізнес-модель успішно розвивається», — підкреслив Роман Жіц.

Як тільки кубсати опиняються на орбіті, вониприступають до роботи: зв'язуються з приймальними станціями на Землі, збирають необхідні дані та передають їх у закодованому вигляді. Виходять на зв'язок пристрою строго у певний та обмежений час.

Незважаючи на те, що такі апарати зазвичай роблятьіз недорогих компонентів, сучасні «кубики» можуть працювати у космосі до кількох років. Як правило, вони виводяться на низькі орбіти 250-500 км, де через аеродинамічний гальмування поступово уповільнюються і згоряють в атмосфері.

Незважаючи на розміри, супутники можуть вирішувати різні наукові та дослідницькі завдання. Наприклад, кубсати застосовують для дистанційного зондування поверхні Землі.

І бізнес теж хоче кубсат

Якщо невеликі кубсати пристосовані під простіексперименти та його можливості обмежені, то великі версії здатні серйозні місії зі складними технічними завданнями. Ця перевага приваблює до «кубиків» представників бізнесу.

«Насамперед, кубсат – це освітняплатформа, вона буде актуальною для навчання ще довгий час. Але поступово платформа стає популярною серед підприємців. Приватні компанії потребують моніторингу з орбіти, і для цього вони замовляють свої космічні апарати. Кубсати за рахунок малої маси, розмірів та вартості затребувані», - розповів Олександр Хохлов.

Вже через 10-20 років багато компаній зможуть вирішуватикосмічні завдання за допомогою кубсатів "під ключ", вважає Роман Жіц. «Більшість комерційних космічних апаратів ставатиме малими космічними апаратами. Може, не кубсатами, але апаратами до 50–100 кг, вважає він. — Те, що сьогодні роблять супутники масою 200 кг, зможуть робити апарати масою 20–30 кг. Комерційна космонавтика стає ефективнішою з погляду “ціна-якість”. Через 20 років навіть малий бізнес замовлятиме кубсати “під ключ”».

Читати далі:

Через десять років роботи вчені засумнівалися у стандартній моделі фізики

Усередині Землі є ще «планета»: як вона врятувала життя, що зароджується.

Старі клітини перепрограмували, і вони стали молодшими на 30 років: як це працює