Компания СПУТНИКС закончила создание малого космического аппарата (МКА) «Таблетсат-Аврора», предназначенного для съёмки поверхности Земли, а также лётных испытаний служебных систем микроспутниковой платформы «ТаблетСат». Расчетный срок активного существования спутника составляет 12 месяцев.

Спутник

Корпус аппарата, построенного в форм-факторе «ТаблетСат» и имеющего стартовую массу 26 кг, выполнен в виде шестигранной призмы с боковыми гранями в виде откидных фрезерованных тонкостенных панелей из алюминиевого сплава АК-4. Жесткость конструк-ции обеспечивается прежде всего за счет формы корпуса.

На петлях по граням верхнего (зенитного) днища закреплены шесть откидных панелей солнечных батарей, удерживаемых с транспортном положении с помощью пережигаемой нити и переводимых в рабочее положение с помощью пружин. На нижнем (надирном) дни-ще установлена антенна X-диапазона, и выступает объектив камеры ДЗЗ.

К адаптеру ракеты-носителя спутник крепится пирозамками, а отделяется с помощью толкателя. Демпфирование колебаний после отделения аппарата осуществляют магнитные торсионы.

Терморегулирование – пассивное, достигается путем окраски внешних поверхностей спутника в белый цвет и за счет установки локальных нагревателей внутри корпуса. Тепло-вые расчеты показали, что спутник не будет сильно греться на солнце; скорее возможно не-которое переохлаждение*, вследствие чего экранно-вакуумная теплоизоляция не применяет-ся. Плотная компоновка аппаратуры внутри спутника позволяет обойтись без тепловых труб. Вообще, современные МКА массой менее 50 кг имеют тенденцию к переохлаждению из-за малой мощности бортовой аппаратуры. В «Авроре» имеется несколько источников тепло-выделения;  при признаках переохлаждения достаточно будет включить какую-нибудь из систем, а при перегреве - выключить или поменять ориентацию.

--

* Например, в тени самая низкая температура (+4 град С) возможна на аккумуляторах

Большую часть времени (за исключением теневых участков) спутник совершает полет в режиме солнечной ориентации - панелями СБ на Солнце, однако способен менять свое по-ложение в пространстве для выполнения съемки объектов на поверхности Земли. Преду-смотрен также защитный режим (демпфирование угловых скоростей), который, в частности, включается сразу после отделения аппарата от последней ступени ракеты-носителя. При по-тере ориентации емкости аккумуляторных батарей должно хватить на трое суток полета в защитном режиме.

В состав спутника входят шесть основных подсистем: электроснабжения, ориентации, бортового комплекса управления, радиоканалов X- и УКВ-диапазонов, а также приемника GPS. Каждая подсистем управляется автономно собственным процессором. В случае не-штатных ситуаций (например, сбой работы системы ориентации или просадка по электропи-танию) автоматически отключается вся полезная нагрузка, а аппарат переходит в режим демпфирования угловых скоростей, позволяя группе управления на Земле разобраться с си-туацией.

Система электроснабжения, обеспечивающая средневитковую мощность 60 Вт, пред-ставлена шестью панелями СБ общей площадью 0.36 м2 и двумя блоками LiFePO4-аккумуляторов общей емкостью 16 Ач.

Система ориентации трехосная, оснащена четырьмя маховиками (три по основным осям и один – запасной – диагональный) и гиродинами. В состав системы входят малогаба-ритный звездный датчик. Это первый летный образец, разработанный отделом оптико-физических исследований Института космических исследований Российской Академии Наук (ИКИ РАН) под руководством Р.В. Бессонова. Система ориентации обладает высокими ха-рактеристиками (лучше, чем у многих аналогов). Так, точность определения ориентации - менее 6”, точность удержания ориентации - лучше 10.8”, а точность стабилизации – менее 3.6”/ сек. Также спутник оснащен парой магнитометров и MEMS-датчиками угловых скоростей.

Главная полезная нагрузка спутника - оптико-электронная камера разработки компании «Лептон». Она обеспечивает съемку кадра 40 х 50 км с пространственным разрешением 15 м на пиксел. Съемка будет вестись покадрово в панхроматическом диапазоне. Камера имеет собственное запоминающее устройство объемом порядка 1 Гбайт, позволяющее хранить не-сколько десятков изображений.

Информация от полезной нагрузки будет передаваться на уже имеющиеся наземные станции компании СКАНЭКС. Скорость передачи - 70 Мбайт/сек. Передача ведется в тече-ние не более пяти минут за один виток, что обусловлено располагаемой энергетикой. Сброс изображений осуществляется по радиоканалу Х-диапазона на частоте 8192 МГц, тип моду-ляции ФМ2. Мощность передатчика, изготовленного фирмой «Московские Микроволны» - 8 Вт. Экспериментальная антенна X-диапазона, разработанная молодежной конструкторской группой НПО имени С.А.Лавочкина под руководством А.Шаханова, имеет семь излучателей, угол раствора каждого из которых 60 град, т.е. антенна покрывает полусферу +/-120 град.

Телеметрия сбрасывается на землю по двум независимым радиоканалам УКВ-диапазона (435 ГГц) через две штыревые антенны. Приёмопередатчики созданы Техниче-ским университетом Берлина (TUB), программное обеспечение под него - компанией СПУТНИКC. Фактическая скорость обмена по линии Земля-борт и борт-Земля примерно 1 кбит/сек. Телеметрия накапливается в специальном бортовом накопителе и сбрасывается по необходимости по командам с Земли. При этом она «на лету» может сжиматься с помощью стандарта ZLib, а на Земле также «на лету» распаковываться. Телеметрия организована как очереди данных; при необходимости оператор может запросить информацию о работе каж-дой системы по отдельности. С Земли на борт закладываются телекоманды по управлению аппаратом в заданный момент времени как для непосредственного выполнения, так и в виде «полетного плана».

Кроме УКВ-приемопередатчиков, на спутнике установлен экспериментальный ретранслятор D-STAR также разработки TUB, предназначенный для радиолюбителей всего мира, работающий на частоте 437.050 МГц с мощностью излучения 0.8 Вт через независи-мую штыревую антенну.

Бортовой комплекс управления создан совместно с Сибирским государственным авиа-космическим университетом (СИБГАУ, группа В. Х. Ханова), а приемник GPS изготовлен совместно с компанией «АИМ Холдинг».

Аппаратура спутника имеет возможности резервирования. В частности, в случае отказа основной системы ориентации на борту имеется резервная подсистема магнитной стабили-зации с отдельным модулем-процессором. Если «умирает» один из радиоканалов, вполне можно обойтись резервным. Если отказывает центральный процессор электроснабжения, система имеет возможность работы «мимо процессора». В этом случае оптимального элек-тропитания не будет, но система останется способна поддерживать жизнеспособность спут-ника.

Наземный комплекс

Прием телеметрии и управлением спутником будут осуществляться двумя станциями компании СПУТНИКС, а также станцией Берлинского технического университета, прием целевой информации, как отмечалось выше - станциями компании СКАНЭКС.

Что касается берлинской станции, то ее предоставляет научный сотрудник Института авиации и космонавтики Берлинского университета Дмитрий Богданов. По словам специали-стов СПУТНИКСа, «на аппаратном уровне у нас (СПУТНИКС и TUB) все идентично, а на программном мы можем предложить свою прошивку на любую станцию и работать с ней удаленно (через удаленный COM-Port). Поскольку Берлинский технический университет имеет несколько станций по всему земному шару, теоретически они могут использоваться для приема телеметрии и управления нашим аппаратом».

По словам Дмитрия Богданова, мощность передатчика «Авроры» несколько избыточна («при приеме на обычные антенны достаточно было бы 0.5 Вт»), однако разработчики хоте-ли бы подстраховаться. Сама компания СПУТНИКС имеет в составе аппаратуры Центра управления пару стандартных радиостанций фирмы ICOM и две независимо управляемые позиционируемые логопериодические антенны.

Телеметрическая информация со спутника обрабатывается с помощью обычного пер-сонального компьютера через специальную программу, интерфейс которой включает двух-панельную консоль.

На левую панель выводятся все команды, доступные для всех подсистем:

1. Система телеметрии и телекоманд;

2. Система ориентации и стабилизации;

3. Энергопитание;

4. Бортовой компьютер со всеми его возможностями;

5. Полезная нагрузка

На правую панель выводятся возможности управления. Сюда переносятся команды, они настраиваются, если имеют возможности настройки. Оператор выдает команду, и она уходит в радиоканал. Если спутник воспринимает команду, то в нижней части панели появ-ляется квитанция получения. Здесь же можно составлять полетный план и отправлять его на борт.

Если со спутника приходит телеметрия, то в таблицах переписывается значение пара-метров (токи, напряжения, параметры ориентации). Выбора момента для съемки объектов на Земле может осуществляться с применением GPS-приемника и на основе баллистического прогноза.

А.Борисов


Please, sign up or sign in to leave a comment.