Разработка самарских студентов стабилизирует ориентацию пикоспутников в полете

Студенты Самарского университета им. Королева, участники клуба молодежного аэрокосмического приборостроения "Космический градиент", разработали и испытали прототип системы стабилизации для пикоспутников - космических аппаратов, весящих менее одного килограмма и сопоставимых по размерам с обычной полулитровой алюминиевой банкой из-под прохладительных напитков.

Фото:

Атмосферные испытания системы стабилизации прошли в ходе октябрьской пусковой кампании "Космического градиента" на территории университетского яхт-клуба "Аист" на волжском острове Проран. Всего в небо над Волгой были запущены три самодельные экспериментальные ракеты, их вывели в атмосферу Земли на стометровую высоту три пикоспутника, собранные участниками клуба на основе разработанного в "Космическом градиенте" конструктора пикоспутников "MiniSat", позволяющего в сжатые сроки освоить проектирование и программирование миниатюрных космических аппаратов. Двухмесячный интенсив по проектированию пикоспутников был организован в рамках программы развития студенческого научного сообщества "Космос для жизни" по итогам грантового конкурса Минобрнауки России, направленного на поддержку студенческих научных сообществ.

Системы ориентации и стабилизации служат важным компонентом устройства больших космических аппаратов. Без них спутники не смогли бы выполнять свои задачи (мониторить земную поверхность, передавать и ретранслировать сигналы), - после вывода на орбиту они бы просто беспорядочно кувыркались в космосе, не в силах самостоятельно остановиться и принять необходимое положение.

Полноценную эффективную систему ориентации и стабилизации создать для пикоспутника довольно сложно в связи с ограниченностью его габаритов - в корпусе размером с банку нужно уместить еще различные датчики, системы и полезную нагрузку. Самарские студенты разработали пока лишь систему стабилизации, она позволяет сохранять в полете стабильное положение корпуса пикоспутника вдоль одной оси - это подобно тому, как крутящийся волчок не дает отклонить себя в сторону, возвращаясь в вертикальное положение.

"После того как ракета вывела пикоспутник на заданную высоту, срабатывает датчик, и внутри аппарата на одну минуту с определенной скоростью вращения запускается миниатюрный электродвигатель с маховиком на оси. Это обеспечивает одноосную стабилизацию спутника в пространстве, чтобы его меньше болтало в полете и чтобы он мог, например, произвести видео- или фотосъемку, как во время этих испытаний, и получить более четкие, несмазанные кадры. То есть стабилизация получается за счет создания момента импульса раскрученного груза, как в колесе велосипеда: чем быстрее едем на велосипеде, тем проще держать равновесие. Испытания показали, что эта идея оказалась для пикоспутника вполне жизнеспособной", - рассказал руководитель клуба "Космический градиент" Самарского университета им. Королева Алексей Кумарин.

Один из разработчиков системы - студент Института двигателей и энергетических установок Николай Назаренко. Вместе со своими коллегами по клубу он разработал адаптер для крепления двигателя внутри пикоспутника, преобразователь электропитания, чтобы параметры вращения не зависели от уровня заряда аккумулятора, и драйвер, чтобы включать и выключать двигатель с помощью микроконтроллера по сигналу датчика. Схема драйвера позволяет менять направление вращения оси двигателя - это задел на будущее с перспективой создания для пикоспутников системы ориентации, то есть возможности изменения положения спутника в пространстве во время полета. Правда, для этого понадобится еще разработать систему управления, умеющую определять ориентацию спутника и управлять двигателем.

"Буквально за несколько недель в клубе я получил знания в области проектирования, программирования и создания систем пикоспутника, смог применить их на практике и сконструировать собственный аппарат, - поделился своими впечатлениями Николай Назаренко. - Так интересно видеть, как из моделей на компьютере подетально рождается устройство, как отладка кода и электронных плат дает результаты на последних тестах. Незабываемы и пуски: я с внутренним ужасом смотрел, как плод моих трудов загружают в ракету... Никогда не забуду, как ждал обратного отсчета и как увидел в небе, что спутник покинул корпус ракеты и отправился в самостоятельный полет. Только тогда я осознал, что всего за два месяца смог с полного нуля в области проектирования пикоспутников дойти до уровня, который позволяет создать аппарат, передающий электронный привет с высоты".

Своими впечатлениями поделился и студент Института авиационной и ракетно-космической техники (ИАРКТ) Сергей Уливанов: "Интенсив в клубе дал мне возможность попробовать себя в программировании нового для меня семейства микроконтроллеров - STM32. А еще мне было интересно наблюдать за эмоциями тех, кто впервые оказался на запусках ракет и аппаратов. Хотя подозреваю, что когда я запускал свой первый аппарат на ракете, на моем лице можно было прочитать те же эмоции - восторг, чувство тревоги и одновременно гордости!"

Наибольшая ответственность во время запусков лежала, разумеется, на пусковой команде. Особенно если ты при этом еще и разработчик пускового оборудования и ракет. За время интенсива студентка ИАРКТ Полина Яковлева создала с нуля три ракеты, пусковую установку, инициирующий пульт для дистанционного зажигания запала и успешно провела испытательные пуски.

"Запуски ракет в рамках интенсива были очень ответственным делом, ведь без ракет спутники не полетят, - говорит Полина. - Моделирование ракет, их создание и создание пускового оборудования началось еще летом и продолжалось до середины октября. Для меня как для члена пусковой команды сами запуски были очень волнительны: от нашей работы зависели результаты всего интенсива. И мы справились: ни один аппарат участников не разбился".

"Финал интенсива стал для нашего клуба первым опытом реализации мероприятия подобного формата. Разумеется, не все шло по изначальному плану, но в итоге все три запуска оказались достаточно успешными. Ни одна ракета не пошла по баллистической траектории, ни одна ракета или аппарат не потеряны, - подчеркнул Алексей Кумарин. - Несмотря на прохладную погоду, раннее утро, неблизкий и нелегкий путь до места запусков, на острове было довольно много зрителей, и мы были рады их видеть. Наш клуб будет и дальше проводить различные мероприятия, которые помогут желающим прикоснуться к темам программирования, электроники, конструирования и других аспектов, которые необходимы для работы над космическими проектами. Мы всегда рады тем, кто горит космосом и хочет научиться новому и интересному. Отмечу, что мы принимаем новых участников круглый год, но именно сейчас оптимальное время для того, чтобы прийти и испытать себя в чем-то новом, поскольку проекты нового сезона только начинаются".

Последние комментарии

Наталья Кузнецова 05 февраля 2022 16:35 Самарские школьники переведены на "удаленку"

9 и 11классы не белеют?

Андрей Куропаткин 02 июня 2021 10:42 Сотни самарцев выстроились перед школой на 5-й просеке

Как показывает время, ничего эффективнее номерков на руке не придумали. Гоните директора, чему он современных детей научит, судя по организации набора в школу

Павел Фирсов 24 сентября 2018 14:26 Юрий Белонощенко: "Учеба в СГАУ стала для меня своеобразным "умственным спецназом"

СамГУ круче вопреки всему (хотя и его нет несколько лет). Ибо там замечательные юристы заведуют кафедрами, которые предлагают лишать гражданства за неучастие в выборах. Это круто. Не боятся за свой докторский диплом. Один только вопрос к СамГУ: где ваши академики? В СГАУ их было. И первый появился очень давно. И членкоры тоже в наличии. Но ведь это к крутизне не имеет отношения, правда? Особенно, если университет имеет статус национального исследовательского. :) Но ведь это к крутизне отношения

ALEX LAWER 16 марта 2018 20:03 Геннадий Котельников предложил перевести школы на пятидневку

Родители, давайте поддержим эту инициативу.Мы же не враги наших детей. Мы получим возможность общаться больше со своими детьми. Очевидно, что перевод на пятидневку требует комплексного подхода."Школа" должна перестать сопротивляться и сесть за стол переговоров с родителями. По Трудовому кодексу нормальная продолжительность рабочего времени не может превышать 40 часов в неделю, наши дети же занимаются значительно больше.Необходимо пересмотреть количество часов занятости детей в сторону снижения. Родители, обратите внимание на то, как строится учебный процесс, каков обьем домашних заданий ,сколько времени ваши дети тратят на их выполнение и сверьтесь с государственными стандартами.Не открою большой тайны, учеба- это не игра в одни ворота, когда мы заставляем только детей учится, образовательная услуга, оказываемая школой, должна быть качественной и на это у нас с вами есть соответствующее право требования.

Антон Задворнов 29 декабря 2017 13:33 Самарский университет получит лишь 135 млн руб. на повышение конкурентоспособности

Какая часть из этой субсидии уйдет на увеличение получки (официальной з/п) ректору Самарского университета Шаматову, а какая часть уйдет на нужды университета, остается только предполагать.

Фото на сайте

Все фотогалереи

Новости раздела

Все новости
Архив
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
31 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 1 2 3 4