В Самаре разработан уникальный способ управления сверхмалыми спутниками. Самарский метод позволяет разводить спутники по местам пассивно за неделю, просто меняя их ориентацию и «подставляя» нужные грани под сопротивление разреженного воздуха.
Технология, разработанная молодыми учеными из Самарского университета им. С. Королева, предлагает отказаться от использования ракетных двигателей и топлива для маневрирования на низких орбитах. Вместо этого спутники управляют своим положением в пространстве, используя остаточные слои земной атмосферы как естественный тормоз.
Плюсы бестопливного метода управления
Эта технология помогает удешевить и упростить создание и эксплуатацию как сверхмалых, так и «обычных» больших спутниковых систем по нескольким ключевым направлениям.
Во-первых, очень значительная экономия на массе и конструкции. В традиционных космических аппаратах значительную часть веса и объема занимают двигательные установки, баки, трубопроводы и само топливо.
Самарский метод заменяет все это сверхлегкой бортовой системой ориентации весом всего 40 граммов. В ней используются крошечные электродвигатели-маховики и магнитные катушки, которые взаимодействуют с магнитным полем Земли и разворачивают спутник в нужном направлении.
Освободившееся от двигателей место можно отдать под полезную нагрузку — камеры, датчики, передатчики, либо сделать сам спутник в разы меньше и легче. Меньше вес — дешевле запуск на ракете-носителе.
Во-вторых, спутник может сколько угодно долго маневрировать, ведь топливо ему для этого не требуется. Обычный спутник имеет ограниченный запас топлива. Как только оно заканчивается, аппарат больше не может корректировать орбиту и удерживать свое место в группировке, и падает.
Способ самарцев позволяет разворачивать спутник на высоте 400 км в потоке атмосферы, которая все еще есть. Причем эти изменения ориентации спутника так меняют сопротивление, что аппараты смогут самостоятельно висеть на нужной дистанции и выстраиваться в цепочку. Значит, не придется опасаться, что у спутника закончилось топливо и он выйдет из занятого в строю места и нарушит работу всей группировки.
В-третьих, самарский метод позволит заменить один тяжелый спутник роем мелких.
Вместо запуска одного огромного, сложного и дорогого классического спутника связи или дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), становится выгоднее запустить десятки пикоспутников, работающих как единая сеть, рой. Это даст непрерывный мониторинг.
Непрерывный мониторинг
Один большой спутник летит по орбите и видит конкретную точку Земли лишь изредка, раз в несколько часов или дней. Рой из мелких аппаратов, распределенных по орбите благодаря самарской технологии пассивного разведения, летит друг за другом «паровозиком». Они сменяют друг друга и могут вести постоянное, непрерывное наблюдение за объектом.
Такая система-рой гораздо более выгодна в плане живучести. Если из строя выйдет один большой и естественно очень дорогой спутник — миссия провалена. Если в рое из 50 пикоспутников сломаются два-три, система даже не заметит потери качества, а оставшиеся аппараты пассивно перегруппируются и закроют «брешь»
Чем еще выгодна самарская разработка
Пикоспутники — это аппараты размером всего 5х5х10 см, они выступают идеальными и дешевыми «полигонами». Разработчики могут протестировать новые процессоры, системы межспутниковой связи, микросхемы и алгоритмы искусственного интеллекта в реальном космосе.
Вместо того чтобы рисковать дорогостоящим оборудованием на большом аппарате, все компоненты проверяются на сверхмалых спутниках. Успешные решения затем масштабируются и переносятся на обычные коммерческие спутники, снижая риски аварий и инженерных ошибок.
Цена вопроса
Запуск целой группировки пикоспутников обходится по цене вывода в космос всего одного стандартного наноспутника-кубсата (CubeSat). Они выводятся «пачкой» внутри одного контейнера-носителя, а затем «расталкивают» друг друга на орбите с помощью умного атмосферного торможения. Это снижает финансовый порог для развертывания глобальных космических сетей.
Когда результат «малышей» можно будет применить для «взрослых»
Прямо сейчас ученые Самарского университета завершают сборку экспериментального роя из восьми пикоспутников и кубсата-носителя. Ученые должны доказать, что 40-граммовые коробочки действительно могут развести спутники «паровозиком» за 7 дней только за счет трения об атмосферу.
Если тесты пройдут успешно, технологию начнут адаптировать для аппаратов покрупнее — коммерческих микро- и наноспутников весом от 1 до 50 кг.
Полноценное внедрение бестопливного маневрирования на крупных аппаратах весом в сотни килограммов ожидается ближе к началу 2030-х годов в рамках Концепции технологического развития России.
На «очень большие» спутники связи (весом под тонну) эту технологию в чистом виде переносить не будут, это невыгодно.
Главная цель самарского метода — заменить большой спутник роем маленьких, которые будут решать «взрослые» задачи: широкополосный интернет, детальная радарная съемка и пр. К 2030 году цель должна быть достигнута.
Проблема космического масштаба — спутники «Рассвет-3» не удается вывести на расчетную орбиту
Для компании «Бюро 1440», разработчика российской низкоорбитальной системы интернет-связи «Рассвет», самарская технология представляет огромный практический интерес, причем именно сейчас, на этапе активного развертывания их группировки в 2026 году. Хотя «Рассветы» — это относительно крупные аппараты, около 80–100 кг, а не легкие пикоспутники, самарский метод бьет точно в их главные технологические потребности.
Комментариев (0)