В БГУ впервые в Беларуси был создан университетский наноспутник

На пороге новых открытий: в Беларуси впервые готовят к запуску университетский наноспутник

Разработка таких сверхмалых космических аппаратов при вузах - общемировая практика. Они стоят дешевле и создаются быстрее, чем большие спутники дистанционного зондирования Земли, но при этом становятся все ближе к ним по своим возможностям. 

Такие сверхмалые космические аппараты - это своеобразная летающая учебно-научная лаборатория для студентов. С их помощью можно быстро и дешево опробовать новые технологии, получать и обрабатывать космическую информацию, готовить специалистов для аэрокосмической отрасли на практике.

Журналисты узнали, когда запустят первый белорусский университетский наноспутник, для чего он будет предназначен и как будет развиваться это направление в Беларуси.

У наноспутника БГУ есть все те элементы, что и у большого аппарата: системы ориентации, энергоснабжения, активной стабилизации, телекоммуникационная система, камера.

Но при этом он весит всего лишь около 2 кг и имеет небольшие размеры - 20x10x10 см. Вся полезная нагрузка аппарата - белорусского производства: навигатор, радиационный спектрометр, инфракрасный детектор, радиационно-стойкие элементы.

В БГУ создан центр управления спутником, разработана станция приема. Спутник будет работать в радиолюбительском диапазоне.

Такие космические аппараты гораздо дешевле больших спутников. Их стоимость может составлять несколько сотен тысяч долларов, а самый простой подобный аппарат можно создать и за десятки тысяч долларов.

У наноспутников много преимуществ и помимо стоимости: быстрота изготовления, попутный запуск вместе с другими космическими аппаратами. Это дешевый технологический вариант, который позволяет свободно испытывать новые технологии и ставить эксперименты.

 Существует даже мнение, что будущее космических исследований именно за такими сверхмалыми специализированными аппаратами.

Такие спутники также очень эффективны в сфере образования. Студенты в процессе обучения могут участвовать в полном технологическом цикле создания и работы космического аппарата: от идеи до разработки наноспутника, его запуска, эксплуатации, обработки и использования данных.

"Одно дело - учиться по учебникам, а совсем другое - разрабатывая собственный аппарат, эксплуатируя его в реальных условиях", - убежден заведующий кафедрой физики и аэрокосмических технологий факультета радиофизики и компьютерных технологий, научный руководитель Центра аэрокосмического образования БГУ Владимир Саечников.

В наноспутниках не нужны дорогие элементы и сверхпараметры, потому что они не рассчитаны на долгий срок службы, их основная функция - экспериментальная. Еще один плюс - унификация.

Некоторые детали можно изготавливать на 3D-принтере, и эту возможность специалисты из БГУ активно используют. Идея создания таких студенческих сверхмалых космических аппаратов появилась сравнительно недавно.

В конце XX века Стэнфордский университет предложил программу разработки подобных аппаратов специально для учебных заведений.

Такие спутники делаются из унифицированных блоков. В этот миниатюрный аппарат удается поместить все необходимые для его работы служебные системы.

Например, Япония уже отказалась от запуска больших универсальных космических аппаратов и перешла к запуску группировки специализированных небольших спутников. Индия недавно запустила сразу 104 маленьких спутника. Из них 96 аппаратов - американские спутники дистанционного зондирования Земли с разрешением до 2 м. Такое разрешение - на уровне больших спутников. А поскольку их много, они могут одновременно передавать информацию с такой территории, которая в принципе невозможна для одного большого космического аппарата.

"В 2003 году, когда было принято решение о запуске первого белорусского космического аппарата, наш университет получил от Министерства образования поручение обеспечить аэрокосмическую отрасль подготовленными кадрами. Тогда мы создали наш Центр аэрокосмического образования. Мы с самого начала определили три основных направления работы: подготовка кадров, обработка и использование данных дистанционного зондирования Земли, а также разработка сверхмалого студенческого космического аппарата как летающей учебно-научной лаборатории. На первых порах мы занимались образованием и обработкой данных, а с 2014 года приступили к разработке университетского наноспутника. Для его создания БГУ использовал собственные средства", - рассказал Владимир Саечников.

К началу 2017 года наноспутник уже был готов на 90%. "Наша главная задача - освоить полную технологию производства, запуска и эксплуатации таких аппаратов. Мы стремимся к тому, чтобы все элементы наноспутника были белорусского производства", - отметил научный руководитель Центра аэрокосмического образования БГУ.

Студенты БГУ выполняли основную работу по созданию спутника под руководством преподавателей. В этом проекте участвуют несколько факультетов: радиофизики и компьютерных технологий, физический факультет, а для обработки данных привлечены сотрудники с математических факультетов. Над проектом сейчас работают 24 человека. Из них больше половины - студенты, магистранты, аспиранты.

"Студенты, работая в этом проекте, получают полный комплекс знаний, умений и компетенций в этой достаточно новой для нас отрасли. Навыки, которые они приобретут, будут полезны в различных сферах, так как спутник включает в себя большое количество различных систем: энергоснабжения, ориентации, телекоммуникационную и другие", - подчеркнул Владимир Саечников.

БГУ в процессе работы над наноспутником наладил тесное сотрудничество с другими вузами.

"Мы работали с Берлинским техническим университетом. У них хороший опыт в этой сфере - десять собственных аппаратов, из них пять коммерческих, то есть сделанных на заказ. Кроме того, мы тесно сотрудничаем и с российскими вузами - МГУ, МГТУ им. Н. Э. Баумана, Самарским государственным аэрокосмическим университетом, Юго-Западным государственным университетом (Курск), а также Сибирским, Омским, Уральским университетами. Почти все из них занимаются аналогичными разработками", - рассказал Владимир Саечников.

Последние испытания наноспутника будут проходить в Витебске, в ОАО "Витязь". Аппарат будет испытываться вместе с пусковым контейнером на центрифуге, которая обеспечивает увеличение тяжести в десять раз. Испытания пройдут уже после того, как будет подписан контракт по запуску наноспутника и точно определена дата. Пока планируется вывести университетский наноспутник на орбиту в конце 2017 года или в начале 2018-го.

"Запускаться наш аппарат будет попутной нагрузкой вместе с каким-то из больших спутников. Но пока не решено, в какой стране и каким космическим агентством будет осуществляться запуск", - пояснил Владимир Саечников.

После запуска наноспутника наземный центр управления будет работать днем и ночью.

"Спутник будет пролетать над нами где-то шесть раз в сутки. И время радиовидимости составит не более 10-11 минут. Нужно будет дежурить, принимать телеметрию, целевую информацию, ставить научные эксперименты, обрабатывать данные, оценивать точность ориентации спутника, строить карты радиационного фона, магнитных аномалий Земли. Ко всей этой работе будут привлечены студенты", - рассказал научный руководитель Центра аэрокосмического образования БГУ.

Информацию с наноспутника смогут принимать любой университет и любой студент. Для этого будет необязательно находиться в центре приема. Чтобы принимать информацию с такого аппарата, достаточно подключить к ноутбуку небольшой приемник.

Специалисты из БГУ создали специальный портал, который позволяет подключить огромное количество пользователей для сбора данных со спутника.

"Мы хотим подключить к этому радиолюбителей со всего мира. У нас аппарат маленький, канал передачи ограниченный, большой скорости он не обеспечивает. Если мы будем принимать информацию в течение всего лишь 10 минут шесть раз в сутки, то объем данных будет небольшой. А если мы подключим радиолюбителей по всей Земле, объем данных, который будет собираться на нашем портале, превысит то, что получается с больших аппаратов. Уже было два таких аппарата - канадский и венгерский - и они сумели подключить до 2 млн пользователей. Представляете, сколько данных можно собрать с этих 2 млн!", - отметил Владимир Саечников.

Также планируется создание сети приема, к которой подключатся все белорусские университеты: они получат возможность принимать информацию как с этого аппарата, так и со всех действующих образовательных спутников.

"С учетом возможностей созданного нами портала, для этого не потребуется сложного оборудования. Мы, например, в своем центре приема получаем информацию с 50 учебных аппаратов", - добавил научный руководитель Центра аэрокосмического образования БГУ.

Это первый, но не единственный университетский наноспутник, который планируется создать в Беларуси. Специалисты БГУ уже готовы к разработке следующего аппарата. Он будет полностью сделан из белорусских модулей и элементов.

"Мы предполагаем, что разработанные нами служебные модули будут представлять и коммерческий интерес. Сейчас проект нового наноспутника изучают эксперты, и если он будет утвержден и нам предоставят финансирование, мы сможем начать работу уже в этом году", - рассказал Владимир Саечников.

Планируется и сотрудничество с Россией в этой сфере. Новая космическая программа Союзного государства "Мульти-САТ-СГ", которая придет на смену программе "Мониторинг-СГ", предусматривает разработку и запуск совместной российско-белорусской группировки сверхмалых космических аппаратов.

С помощью такой группировки спутников белорусские и российские ученые смогут проводить совместные научные эксперименты.

Пока планируется, что в эту группировку будет входить центральный большой российский спутник и как минимум четыре маленьких аппарата от разных университетов: один от БГУ и три от российских вузов.

Валерия Гаврилова
БЕЛТА, 7 марта 2017