Созвездие школьных спутников Space-π
Jan. 29th, 2021 09:11 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
alien3До 11 апреля 2021 года на сайте Российского движения школьников принимаются заявки на конкурс «Научное ориентирование: открытый космос» [1]. Школьники возрастом от 12 до 16 лет могут предложить свою исследовательскую или практическую идею для применения на небольшом орбитальном наноспутнике Земли или Луны формата «3U-кубсата» (10×10×30 см) (список основных тем). Этот конкурс проходит в рамках программы «Дежурный по планете», организаторами которой выступают Фонд содействия инновациям, Роскосмос, Фонд «Талант и успех» и университет Сколтех.
Основателю Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере Ивану Михайловичу Бортнику пришла идея создать на околоземной орбите группировку школьных кубсатов Space-π [2], чтобы воспитать поколение специалистов, которые будут знать, как создавать и использовать низкоорбитальные спутниковые группировки и, главное, понимать, зачем это нужно. Это может помочь в ближайшем будущем изменить сложную ситуацию с использованием космонавтики в России для решения научных и народно-хозяйственных задач.
Стандарт CubeSat был разработан в 1999 году Калифорнийским политехническим и Стэнфордским университетами. На сегодняшний день действует уже 14-я версия стандарта [3]. Он был создан для упрощения проектирования малых образовательных спутников и для снижения стоимости запуска на орбиту. Студенты и школьники могут использовать готовые подсистемы наноспутников, созданные в университетах или в коммерческих компаниях. Габаритные размеры кубсатов соответствуют внутренним отсекам транспортно-пусковых контейнеров, которые используются для вывода спутников на рабочие орбиты.
Размеры самого простого базового 1U-кубсата — 10×10×10 см, а дальше идут аппараты «сложенные» из базового кубика до 24U (20×30×40 см), в зависимости от размеров бортовых систем и полезной нагрузки (научного или прикладного оборудования).
Габаритные размеры кубсатов (Канадское космическое агентство)
Есть два основных способа запуска кубсатов: попутное выведение микроспутников (от 10 до 100 кг) и наноспутников (от 1 до 10 кг) на ракетах с помощью установки пусковых контейнеров на разгонный блок с основным спутником и запуск с борта Международной космической станции. На американском сегменте МКС наноспутники запускают с помощью манипулятора японского модуля «Кибо», на российском сегменте обычно во время выхода космонавтов в открытый космос.
Для проекта Space-π планируется вывести на орбиту около 100 кубсатов в течение нескольких лет попутной нагрузкой при пусках ракет-носителей «Союз-2», осуществляемых компанией «Главкосмос пусковые услуги».
В технической кооперации по созданию школьных кубсатов — Петербургский Политехнический университет, «Геоскан» и «Спутникс». В создании научных приборов будут участвовать ИКИ РАН, МГУ и другие научные организации. На онлайн-ресурсах Российского движения школьников проходят лекции специалистов по конструированию и испытаниям кубсатов, по полезным нагрузкам, по обработке и использованию информации со спутников [4].
Учитывая размах проводимой работы, можно предположить, что школьники, которые занимаются в системе технического дополнительного образования, примут участие в работе над кубсатами с точки зрения космических технологий, но вопрос о привлечении интереса к Space-π широких слоёв учеников по всей России стоит открытым.
Вариантом решения этой проблемы могло бы быть создание открытого интернет-портала Space-π для всех желающих. Для простого примера можно взять сайты, посвящённые разворачиванию глобальной спутниковой группировки Starlink компании SpaceX [5]. Зайдя на сайт Space-π, школьник увидит Землю с орбитами всех наноспутников, входящих в проект. Для любого спутника будет указана справочная информация о нем, о параметрах орбиты, и будет возможность перейти на страницу, где содержится вся информация о его целевых возможностях, а также телеметрия.
Визуализация спутниковой группировки Starlink (satellitemap.space)
Идеально сделать каждый спутник при приближении не просто точкой, а моделью реального объекта, ориентированного в пространстве так, как это есть в реальности. Сейчас результаты, полученные с помощью образовательных спутников, доступны ограниченному кругу лиц; напротив, интернет-портал за счёт дружественной визуализации позволит расширить аудиторию проекта Space-π. Желательно не только дать доступ к данным по дистанционному зондированию Земли, измерению магнитного поля нашей планеты, мониторингу космической радиации и т. д., но и привести сравнение с результатами работы «больших спутников», комментарии учёных и специалистов к полученной с кубсатов телеметрии и фотоснимкам.
На сайте необходимо выложить переведённые и дополненные материалы по стандарту кубсат и по приборам, которые можно установить на наноспутниках. Сейчас на русском языке доступно минимальное количество удобных текстовых и иллюстративных материалов на русском языке, обычно это описание коммерческих продуктов — конструкторов кубсатов. На сайте Роскосмоса и партнёров проекта Space-π нет обобщённых, адаптированных для школьников текстов по всем этапам создания и эксплуатации наноспутников. Для сравнения: на сайтах других космических агентств такие материалы есть [6], а на сайте NASA доступен удобный путеводитель по созданию кубсата [7]. Подобные структурированные тексты намного более удобны для школьников, чем просто видеолекции.
При выполнении всех изложенных рекомендаций к созданию единого открытого интернет-портала Space-π можно ожидать участия школьников не только в техническом конструировании кубсатов, но и в использовании получаемых данных и существующих возможностей в изучении климата, географии, информатики, физики, технического дизайна, радиосвязи.
Александр Хохлов,
популяризатор космонавтики, член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ
1. http://рдш.рф/competition/307
2. https://openinnovations.ru/live/track/117
3. https://www.cubesat.org/cds-announcement
4. https://vk.com/video-122623791_456243604
5. https://satellitemap.space/
6. https://www.asc-csa.gc.ca/eng/satellites/cubesat/
7. https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_csli_cubesat_101_508.pdf
Оригинал статьи в ТрВ-Наука.
Копии: 1, 2 и 3.
Видеокурс о кубсатах от РДШ по программе Space-Pi и конкурса «Научное ориентирование: Открытый космос»:
- Введение в тему. Научно-образовательный проект Space-Pi;
- Открытый космос. Дмитрий Абрамешин отвечает на вопросы;
- Лев Зелёный о физике, науке и изучении космоса;
- Устройство спутников типа Cubesat;
- Космические миссии спутников типа Cubesat;
- Исследование космоса с помощью роя малых космических аппаратов;
- Сложно ли подружить рой спутников в космосе?;
- Планета земля: взгляд из космоса;
- Как управлять МКА в космосе?;
- Особенности космической связи;
- Сеанс связи с МКС. Открытый космос;
- Наноспутники для решения фундаментальных и прикладных задач;
- Как найти корабль в акватории?.
Карты Земли со спутниками: heavens-above.com и space-search.io.
Ольга Гершензон: «Наша цель – упростить и удешевить доступ к изображениям Земли из космоса».
Основателю Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере Ивану Михайловичу Бортнику пришла идея создать на околоземной орбите группировку школьных кубсатов Space-π [2], чтобы воспитать поколение специалистов, которые будут знать, как создавать и использовать низкоорбитальные спутниковые группировки и, главное, понимать, зачем это нужно. Это может помочь в ближайшем будущем изменить сложную ситуацию с использованием космонавтики в России для решения научных и народно-хозяйственных задач.
Стандарт CubeSat был разработан в 1999 году Калифорнийским политехническим и Стэнфордским университетами. На сегодняшний день действует уже 14-я версия стандарта [3]. Он был создан для упрощения проектирования малых образовательных спутников и для снижения стоимости запуска на орбиту. Студенты и школьники могут использовать готовые подсистемы наноспутников, созданные в университетах или в коммерческих компаниях. Габаритные размеры кубсатов соответствуют внутренним отсекам транспортно-пусковых контейнеров, которые используются для вывода спутников на рабочие орбиты.
Размеры самого простого базового 1U-кубсата — 10×10×10 см, а дальше идут аппараты «сложенные» из базового кубика до 24U (20×30×40 см), в зависимости от размеров бортовых систем и полезной нагрузки (научного или прикладного оборудования).
Габаритные размеры кубсатов (Канадское космическое агентство)
Есть два основных способа запуска кубсатов: попутное выведение микроспутников (от 10 до 100 кг) и наноспутников (от 1 до 10 кг) на ракетах с помощью установки пусковых контейнеров на разгонный блок с основным спутником и запуск с борта Международной космической станции. На американском сегменте МКС наноспутники запускают с помощью манипулятора японского модуля «Кибо», на российском сегменте обычно во время выхода космонавтов в открытый космос.
Для проекта Space-π планируется вывести на орбиту около 100 кубсатов в течение нескольких лет попутной нагрузкой при пусках ракет-носителей «Союз-2», осуществляемых компанией «Главкосмос пусковые услуги».
В технической кооперации по созданию школьных кубсатов — Петербургский Политехнический университет, «Геоскан» и «Спутникс». В создании научных приборов будут участвовать ИКИ РАН, МГУ и другие научные организации. На онлайн-ресурсах Российского движения школьников проходят лекции специалистов по конструированию и испытаниям кубсатов, по полезным нагрузкам, по обработке и использованию информации со спутников [4].
Учитывая размах проводимой работы, можно предположить, что школьники, которые занимаются в системе технического дополнительного образования, примут участие в работе над кубсатами с точки зрения космических технологий, но вопрос о привлечении интереса к Space-π широких слоёв учеников по всей России стоит открытым.
Вариантом решения этой проблемы могло бы быть создание открытого интернет-портала Space-π для всех желающих. Для простого примера можно взять сайты, посвящённые разворачиванию глобальной спутниковой группировки Starlink компании SpaceX [5]. Зайдя на сайт Space-π, школьник увидит Землю с орбитами всех наноспутников, входящих в проект. Для любого спутника будет указана справочная информация о нем, о параметрах орбиты, и будет возможность перейти на страницу, где содержится вся информация о его целевых возможностях, а также телеметрия.
Визуализация спутниковой группировки Starlink (satellitemap.space)
Идеально сделать каждый спутник при приближении не просто точкой, а моделью реального объекта, ориентированного в пространстве так, как это есть в реальности. Сейчас результаты, полученные с помощью образовательных спутников, доступны ограниченному кругу лиц; напротив, интернет-портал за счёт дружественной визуализации позволит расширить аудиторию проекта Space-π. Желательно не только дать доступ к данным по дистанционному зондированию Земли, измерению магнитного поля нашей планеты, мониторингу космической радиации и т. д., но и привести сравнение с результатами работы «больших спутников», комментарии учёных и специалистов к полученной с кубсатов телеметрии и фотоснимкам.
На сайте необходимо выложить переведённые и дополненные материалы по стандарту кубсат и по приборам, которые можно установить на наноспутниках. Сейчас на русском языке доступно минимальное количество удобных текстовых и иллюстративных материалов на русском языке, обычно это описание коммерческих продуктов — конструкторов кубсатов. На сайте Роскосмоса и партнёров проекта Space-π нет обобщённых, адаптированных для школьников текстов по всем этапам создания и эксплуатации наноспутников. Для сравнения: на сайтах других космических агентств такие материалы есть [6], а на сайте NASA доступен удобный путеводитель по созданию кубсата [7]. Подобные структурированные тексты намного более удобны для школьников, чем просто видеолекции.
При выполнении всех изложенных рекомендаций к созданию единого открытого интернет-портала Space-π можно ожидать участия школьников не только в техническом конструировании кубсатов, но и в использовании получаемых данных и существующих возможностей в изучении климата, географии, информатики, физики, технического дизайна, радиосвязи.
Александр Хохлов,
популяризатор космонавтики, член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ
1. http://рдш.рф/competition/307
2. https://openinnovations.ru/live/track/117
3. https://www.cubesat.org/cds-announcement
4. https://vk.com/video-122623791_456243604
5. https://satellitemap.space/
6. https://www.asc-csa.gc.ca/eng/satellites/cubesat/
7. https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_csli_cubesat_101_508.pdf
Оригинал статьи в ТрВ-Наука.
Копии: 1, 2 и 3.
Видеокурс о кубсатах от РДШ по программе Space-Pi и конкурса «Научное ориентирование: Открытый космос»:
- Введение в тему. Научно-образовательный проект Space-Pi;
- Открытый космос. Дмитрий Абрамешин отвечает на вопросы;
- Лев Зелёный о физике, науке и изучении космоса;
- Устройство спутников типа Cubesat;
- Космические миссии спутников типа Cubesat;
- Исследование космоса с помощью роя малых космических аппаратов;
- Сложно ли подружить рой спутников в космосе?;
- Планета земля: взгляд из космоса;
- Как управлять МКА в космосе?;
- Особенности космической связи;
- Сеанс связи с МКС. Открытый космос;
- Наноспутники для решения фундаментальных и прикладных задач;
- Как найти корабль в акватории?.
Карты Земли со спутниками: heavens-above.com и space-search.io.
Ольга Гершензон: «Наша цель – упростить и удешевить доступ к изображениям Земли из космоса».
Tags:
