Матеріал опубліковано в рамках конкурсу Tech Today Awards
У столичному технічному виші виготовили супутник, який уже два роки перебуває на земній орбіті, і готують до запуску ще два
Космічна галузь для будь-якої країни має важливе значення. Крім того, що підприємства цієї галузі постачають свою продукцію на внутрішній і зовнішній ринки й забезпечують велику кількість робочих місць, значною мірою ступенем розвитку космічних розробок визначається престиж держави на світовій арені.
Втім, до останнього часу космічна галузь була далеко не в центрі уваги державних стратегій розвитку потенціалу України. Так, Державне космічне агентство України тільки цього року вперше за останні шість років було профінансовано з державного бюджету в повному обсязі.
Проте вітчизняні науковці уже не раз довели, що навіть за умов недостатнього фінансування можуть досягати успіхів у своїй галузі.
Так, 19 червня минуло два роки, відколи на космічну орбіту вийшов перший український наносупутник стандарту CubeSat —PolyITAN-1 формату U1, розроблений викладачами і студентами НТУУ «Київський політехнічний інститут».
Його запуск було здійснено ракетою-носієм «Дніпро-1» українського походження з космодрому Ясний в Оренбурзькій області у складі міжнародного запуску —33 космічних апарати.
Сьогодні наносупутник успішно працює на відстані близько 620 км від Землі з періодом обертання 97,8 хвилини. Також його фіксують радіоаматори Славутича й Харкова, Японії, Німеччини та Англії.
А все почалося з того, що 2004 року влада оголосила про створення українського молодіжного супутника. Над його розробкою повинні були працювати три університети —КПІ, Харківський авіаційний інститут та Дніпропетровський державний університет. Однак через два роки вийшов у світ лише звіт про виконану роботу. 2006 року було оголошено про старт аналогічної програми, яка теж не дала результату.
Проте розробники КПІ продовжили свою діяльність. 2010 року було створено Лабораторію наносупутникових технологій, формалізовану 2016 року. Через два роки конструкторське бюро «Південне» ім. М. Янгеля запропонувало університетові взяти участь у запуску наносупутника в пусковому контейнері голландської компанії ISL. При цьому супутник мав відповідати формату CubeSat, який розробили науковці Стенфордського і Каліфорнійського університетів. Супутник такого стандарту важить близько одного кілограма з мінімальними розмірами 10 на 10 сантиметрів.
Тож працівники вирішили змінити конструкцію свого супутника і за два роки створили апарат необхідних стандартів.
Але, що важливо, всі підсистеми PolyITAN-1 у повному обсязі були розроблені фахівцями КПІ. Адже більшість закордонних вишів купують уже готові системи і з них збирають космічний апарат.
В цілому над розробкою апарату впродовж трьох років працювали близько 20 студентів із чотирьох факультетів університету.
«Наш супутник PolyITAN-1 —це маленький інтелектуальний робот, який летить зі швидкістю до восьми тисяч метрів за секунду під впливом шкідливих факторів космічного простору —вакуумного ультрафіолету, радіації і знакоперемінних температур (період Сонця —період тіні Землі). Він заряджається від Сонця, акумулює електроенергію, потім видає її на всі бортові електронні плати і передає інформацію із супутника через радіоканал на наземний комплекс, таким чином виконуючи всі завдання великого супутника», — розповідає кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Національного технічного університету України та керівник Лабораторії наносупутникових технологій Борис Рассамакін.
Для того щоб отримувати сигнали від наносупутника і керувати ним, на базі університету (у приміщенні теплоенергетичного факультету) було створено спеціальну наземну станцію керування і збору інформації.
«Таким чином, коли супутник пролітає над нами, а робить він це приблизно чотири рази на день, ми можемо досліджувати його траєкторію руху, а також отримувати інформацію про функціонування окремих підсистем апарату і корисного навантаження наносупутника —параметрів від навігаційної системі з приймачем GPS/GLONASS і датчиків координат Сонця (три зразки розроблені в НТУУ «КПІ»), необхідну для подальшої роботи», —розповідає аспірант Інституту телекомунікаційних систем НТУУ «КПІ» Назар Бендасюк.
Оскільки пристрої космічного апарату і наносупутник працюють у жорстких умовах відкритого космосу, одним із головних завдань розробників стало його тестування. На Землі ці умови імітувала спеціальна установка-стенд ТВК-0.2, яку було створено разом із Лабораторією для випробовування супутників та космічної техніки КПІ ще 1993 року.
«У кожної суверенної території повинен бути наземний цикл відтворення космічних умов, в якому повинен бути вакуум, холод, чорнота, випромінювання тощо. Інакше розробка нових космічних систем стає неможливою», —розповідає доцент факультету електротехніки та автоматики Віктор Хомініч.
До речі, таких стендів для тестування супутникових систем в Україні всього два. Інший порівняно нещодавно з’явився на КБ «Південне», але він призначений для тестування великих супутників. До цього космічні апарати тестувалися лише на обладнанні в НТУУ «КПІ». В тому числі —і перший український негерметичний мікросупутник «Мікрон» (МС-1-ТК-ТВ) розробки ДП «КБ «Південне» ім. М. Янгеля».
«У нас вийшла повна космічна система: у нас є супутник, наземна станція керування та обладнання, яке забезпечує його підготовку», —розповідає Борис Рассамакін.
На досягнутому університетські розробники не зупинилися. Одразу після запуску PolyITAN-1, ще 2012 року, вони розпочали працювати над новою версією супутника формату CubеSat розміром 2U (10 — 10 — 20 см).
«Планується, що він буде виведений у термосферу Землі (дослідження її параметрів на висоті від 415 км до 90 км) із ще 50-ма супутниками. У новому супутнику вдосконалена система орієнтації, змінена система радіозв’язку, допрацьована система центрального процесора. Його якість оптимізована. Внесені певні зміни до конструкції. Ми виправили в цьому супутнику ті недоліки, які були в першому», —розповідає Назар Бендасюк. Попередньо запуск нового супутника заплановано здійснити до кінця цього року.
До того ж, за словами Бориса Рассамакіна, електронна платформа апарату може бути тиражована. В такому разі її вартість становитиме 40 —50 тисяч доларів.
Фінансування для розробок працівники університету залучають із різних джерел. Наприклад, запуск першого супутника був профінансований фондом науково-технічного розвитку України імені академіка Міхалевича. На розробку другого було надано кошти фондом Kalinin Invention Fund і ТОВ «Боїнг-Україна».
«Звісно, з фінансуванням у нас є певні проблеми, але є щось позитивне в тому, що воно непряме. В нашому супутнику зацікавлені Китай, Латвія, Литва. Інтереси Латвії та Литви —дружні, а Китай —суттєво допомагає. Ми вже модернізували їхню наземну станцію під наш супутник. Сподіваємося, що Шеньянський авіакосмічний університет і надалі співпрацюватиме з нами, й ми будемо разом вирішувати різні технічні завдання», —пояснює Борис Рассамакін.
За його словами, в планах розробників —уже через кілька років вивести на Земну орбіту третю версію електронної платформи серії наносупутників PolyITAN.
Марія ЮЗИЧ. Фото Руслана КАНЮКИ, «День»
