Разработка космического аппарата сверхмалого класса для ведения фотофиксации поверхности Земли

Мұқаба
  • Авторлар: 1, 1, 1
  • Мекемелер:
    1. Самарский национальный исследовательский университет
  • Шығарылым: Том 1 (2023)
  • Беттер: 381-383
  • Бөлім: Электроника и радиоэлектроника
  • URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/430252
  • ID: 430252

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Обоснование. За последние десятилетия наноспутники формата CubeSat заняли большую нишу среди космических аппаратов. Начиная как примитивные спутники для образования и тестирования систем, сейчас CubeSat выполняют широкий спектр задач: научно-исследовательские, технические и проч., а также вышли за пределы низкой околоземной орбиты. Однако существует возможность создания еще более мелких аппаратов, предназначенных для более примитивных задач, которые были бы типовые, дешевые в запуске и просты в управлении. Главная идея проекта — разработка контейнера и стандарта спутника, предназначенного для запуска изнутри CubeSat.

Цели - разработать стандарт спутников TinySat, предназначенный для группового запуска и произвести спутник-прототип для тестового полета.

Методы. В рамках реализации проекта был разработан ряд шасси для спутников размерами 1tU, 2tU, 3tU (1tU = 48×48×50 мм), позволяющий разместить внутри набор бортовой электроники, и предназначенный для интеграции в пусковой контейнер размерами 1U CubeSat [1]. Фотография модели разделения материнского спутника и группы малых TinySat представлена на рис. 1.

Рис. 1. Моделирование разделения спутника

 

Для работы в условиях низкой околоземной орбиты был разработан модуль питания, управления и радиопередачи, выполненный в виде одной печатной платы высокой плотности (HDI), который предназначен для обеспечения работы служебных систем спутника. Он является базовым, обязательным и универсальным для всех спутников формата TinySat. Все дополнительные модули, бортовые платы устанавливаются выше в единый блок электроники, который впоследствии устанавливается внутрь шасси аппарата.

Рис. 2. Комплект бортовой аппаратуры и шасси для разработанного прототипа

 

В рамках работы над проектом помимо основной платы был разработан комплект (рис. 2) систем, предназначенный для реализации на базе данной платформы спутника, предназначенного для ведения фотофиксации поверхности Земли и передачи фотографий на Землю с разрешением до 5 Мп.

Отдельной частью работ по созданию платформы была разработка фотоэлектрических преобразователей, установленных на пяти гранях спутника и обеспечивающих работы в режиме малого потребления на всем протяжении полета, с возможностью включения систем, необходимых для получения и отправки на Землю фотографий. Данная система является комбинированной с системой магнитной стабилизации, которая предназначена для уменьшения угловой скорости и находится в данный момент в разработке.

В состав спутника входят следующие компоненты:

–  шасси спутника;
–  аккумуляторный блок;
–  система отделения;
–  антенная система;
–  фотоэлектрические преобразователи;
–  система обеспечения функционирования наноспутника;
–  фотокамера с интегрированным контроллером;
–  объектив;
–  система магнитной стабилизации.

Компоненты наземной части:

–  центр долговременного хранения данных;
–  центр управления полетами группировкой спутников;
–  сеть наземных приемных станций для задач приема телеметрии;
–  коммуникационная сеть для сбора и хранения данных.

В данный момент разработан и произведен набор бортовых систем для спутника, собран прототип (рис. 3) и идет разработка бортового программного обеспечения, предназначенного для первого космического запуска.

Рис. 3. Собранный прототип спутника без установленных боковых панелей

 

Результаты. В результате выполнения задач проекта был разработан стандарт TinySat, предусматривающий возможность группового запуска. Был разработан комплект бортовой аппаратуры, предназначенной для обеспечения функционирования спутника и ведения фотофиксации поверхности Земли с передачей фотографий на Землю. Был разработан комплект программного обеспечения как для всех бортовых систем, так и наземного комплекса для обработки и визуализации полетных данных.

Выводы. В результате работы над проектом был сделан вывод о перспективности формата сверхмалых спутников для определенного набора задач. В рамках данного стандарта возможно изготовить полноценный набор бортовых систем и обеспечить возможность интеграции блока полезной нагрузки.

Толық мәтін

Обоснование. За последние десятилетия наноспутники формата CubeSat заняли большую нишу среди космических аппаратов. Начиная как примитивные спутники для образования и тестирования систем, сейчас CubeSat выполняют широкий спектр задач: научно-исследовательские, технические и проч., а также вышли за пределы низкой околоземной орбиты. Однако существует возможность создания еще более мелких аппаратов, предназначенных для более примитивных задач, которые были бы типовые, дешевые в запуске и просты в управлении. Главная идея проекта — разработка контейнера и стандарта спутника, предназначенного для запуска изнутри CubeSat.

Цели - разработать стандарт спутников TinySat, предназначенный для группового запуска и произвести спутник-прототип для тестового полета.

Методы. В рамках реализации проекта был разработан ряд шасси для спутников размерами 1tU, 2tU, 3tU (1tU = 48×48×50 мм), позволяющий разместить внутри набор бортовой электроники, и предназначенный для интеграции в пусковой контейнер размерами 1U CubeSat [1]. Фотография модели разделения материнского спутника и группы малых TinySat представлена на рис. 1.

Рис. 1. Моделирование разделения спутника

 

Для работы в условиях низкой околоземной орбиты был разработан модуль питания, управления и радиопередачи, выполненный в виде одной печатной платы высокой плотности (HDI), который предназначен для обеспечения работы служебных систем спутника. Он является базовым, обязательным и универсальным для всех спутников формата TinySat. Все дополнительные модули, бортовые платы устанавливаются выше в единый блок электроники, который впоследствии устанавливается внутрь шасси аппарата.

Рис. 2. Комплект бортовой аппаратуры и шасси для разработанного прототипа

 

В рамках работы над проектом помимо основной платы был разработан комплект (рис. 2) систем, предназначенный для реализации на базе данной платформы спутника, предназначенного для ведения фотофиксации поверхности Земли и передачи фотографий на Землю с разрешением до 5 Мп.

Отдельной частью работ по созданию платформы была разработка фотоэлектрических преобразователей, установленных на пяти гранях спутника и обеспечивающих работы в режиме малого потребления на всем протяжении полета, с возможностью включения систем, необходимых для получения и отправки на Землю фотографий. Данная система является комбинированной с системой магнитной стабилизации, которая предназначена для уменьшения угловой скорости и находится в данный момент в разработке.

В состав спутника входят следующие компоненты:

–  шасси спутника;
–  аккумуляторный блок;
–  система отделения;
–  антенная система;
–  фотоэлектрические преобразователи;
–  система обеспечения функционирования наноспутника;
–  фотокамера с интегрированным контроллером;
–  объектив;
–  система магнитной стабилизации.

Компоненты наземной части:

–  центр долговременного хранения данных;
–  центр управления полетами группировкой спутников;
–  сеть наземных приемных станций для задач приема телеметрии;
–  коммуникационная сеть для сбора и хранения данных.

В данный момент разработан и произведен набор бортовых систем для спутника, собран прототип (рис. 3) и идет разработка бортового программного обеспечения, предназначенного для первого космического запуска.

Рис. 3. Собранный прототип спутника без установленных боковых панелей

 

Результаты. В результате выполнения задач проекта был разработан стандарт TinySat, предусматривающий возможность группового запуска. Был разработан комплект бортовой аппаратуры, предназначенной для обеспечения функционирования спутника и ведения фотофиксации поверхности Земли с передачей фотографий на Землю. Был разработан комплект программного обеспечения как для всех бортовых систем, так и наземного комплекса для обработки и визуализации полетных данных.

Выводы. В результате работы над проектом был сделан вывод о перспективности формата сверхмалых спутников для определенного набора задач. В рамках данного стандарта возможно изготовить полноценный набор бортовых систем и обеспечить возможность интеграции блока полезной нагрузки.

×

Авторлар туралы

Самарский национальный исследовательский университет

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: serejaivlev@gmail.com

студент, группа 6304-090301D, институт информатики и кибернетики

Ресей, Самара

Самарский национальный исследовательский университет

Email: vivseev02@mail.ru

студент, группа 6202-090301D, институт информатики и кибернетики

Ресей, Самара

Самарский национальный исследовательский университет

Email: starinova@ssau.ru

профессор, заведующий кафедрой Динамики полёта и систем управления

Ресей, Самара

Әдебиет тізімі

  1. Antunes A. DIY Satellite Platforms: Building a space-ready general base picosatellite for any mission. Make Community, 2012. 80 p.
  2. Разработка систем космических аппаратов / под ред. П. Фортескью, Дж. Старка, Г. Суинерда. Москва: Альпина PRO, 2022. 764 с.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Рис. 1. Моделирование разделения спутника

Жүктеу (259KB)
Метадеректер
3. Рис. 2. Комплект бортовой аппаратуры и шасси для разработанного прототипа

Жүктеу (805KB)
Метадеректер
4. Рис. 3. Собранный прототип спутника без установленных боковых панелей

Жүктеу (566KB)
Метадеректер

© Ивлев С.Д., Евсеев В.П., Старинова О.Л., 2023

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қолжетімді Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>