«Наносателлиты» открывают доступ к космическим исследованиям для всех

На прошлой неделе с борта МКС были выведены на орбиту 3 частных микроспутника CubeSat, которые за их размер ещё называют наносателлитами. Спутники были доставлены на борт МКС в августе с очередным грузовым кораблём и выпущены в открытый космос при помощи манипулятора в японском модуле «Кибо».

 

 CubeSat - это отдельный формат в области дизайна и проектирования спутников, которые отличает малый размер и вес. Благодаря этим свойствам изготовление и запуск таких наноспутников становится относительно недорогим предприятием. В целом стоимость в зависимости от конкретного метода запуска колеблется в пределах нескольких десятков тысяч долларов, что является вполне приемлемой суммой для исследовательских университетов и коммерческих компаний.

 

Особый интерес вызывают двое из запущенных спутников: ArduSat 1 и ArduSat X. Дело в том, что финансирование проектных работ и разработки этих спутников осуществлялось через Кикстартер по схеме фандрайзинга (народного финансирования). Вторая интересная особенность — использовать научное оборудование и фотокамеры этих спутников может получить любой коллектив заинтересованных людей, оплатив соответствующий доступ. Именно идеей доступности космических исследований для всех и вдохновлялись авторы проекта.

Что же представляют из себя такие наносателлиты? Внешне — это куб с размерностью 10см х 10см х 10 см и весом около 1кг. Внутри располагаются электронные компоненты и системные платы, управляющие спутником и научными датчиками. Питание все этой системы осуществляется от небольших солнечных панелей мощностью 2-3 Вт. Когда спутник находится в тени Земли, электропитание переключается на внутреннюю аккумуляторную батарею.

 

В качестве аппаратной основы всей электронной системы спутника была выбрана достаточно популярная вычислительная платформа Arduino, которая имеет открытую архитектуру и код, и распространяется со всей документацией, прошивками и чертежами. Конечно может возникнуть вопрос как будет работать электроника Arduino в космосе, ведь эти платы не производятся с учетом воздействия агрессивной внешней среды (в особенности радиации). Высокий уровень радиоактивных излучений способен вызвать временные короткие замыкании, ошибки в исполнении программного кода и в целом выход из строя оборудования.

Для подстраховки и частичного решения этой проблемы самые важные модули и платы дублируются. Таким образом, уверены инженеры проекта, электронное оборудование не успеет выйти из строя за время функционирования спутника, которое в целом не очень велико (6-18 месяцев).

Для спутников ArduSat были отобраны следующие научные приборы и датчики:

  1. MAG3110 — трехосевой магнитометр для измерения магнитного поля Земли;
  2. InvenSense ITG-3200 — гироскоп, который позволит определить движения и положение спутника;
  3. Analog Devices ADXL345 - небольшой трехосевой акселерометр — позволит отслеживать ускорение спутников;
  4. Melexis MLX90614 - высокоточный инфракрасный температурный датчик;
  5. Texas Instrument’s TMO102 - цифровые температурные датчики для измерения температуры внутри и снаружи самого спутника;
  6. LND 716 — счётчик Гейгера для измерений радиационного издучения;
  7. TSL2561 — датчик света инфракрасного и видимого спектра;
  8. Spectruino — оптический спектрометр, специально предназначенный для работы с платформой Arduino.

Ну и конечно же инженеры этого проекта позаботились о присутствии на борту спутника цифровой камеры с цветной матрицей. При управлении камерой доступны функции настройки экспозиции, гаммы, баланса белого и.т.д. Однако с учётом значительных ограничений на всё оборудование в таком наноспутнике, камера также имеет небольшой размер, а следовательно не слишком высокое разрешение в 1,3мп.

Доступ к спутнику и всему научному оборудованию может каждый, оплатив по сути его аренду на какое-то время. Сделать это можно на специальной странице сайта NanoSatisfi (команды авторов проекта). минимальная стоимость заказа составляет 1000$, что даёт доступ к спутнику для команды из 4-х человек на целую неделю. Более того, реализуя возможности открытой платформы Arduino, в т.ч. по программированию микроконтроллеров, можно написать свой собственный программный код и приложения, которые будут использовать все возможности научного оборудования и камер спутника. Перед непосредственным использованием авторский программный код и приложения будут тестироваться на земном прототипе реального спутника.

Как видим, всё это ориентировано прежде всего на небольшие научно-исследовательские коллективы, в том числе для учащихся технических университетов. И для них это отличная возможность опробовать свои  идеи и навыки в области естественных и технических наук.