Самарские ученые удешевят космические миссии с помощью роя микроспутников

В Самарском университете им. Королева студенты и аспиранты разработали технологию управления роем пикоспутников — сверхмалых космических аппаратов, которая позволит формировать упорядоченные орбитальные группировки без использования двигателей. Проект, победивший в конкурсе федерального проекта Минобрнауки РФ «Кадры для космоса», пройдет практическую проверку при запуске группировки из восьми пикоспутников. Об этом сообщает вузовский центр по связям с общественностью.

Сверхмалые аппараты (размером 494996 мм) будут доставлены на орбиту на борту наноспутника формата CubeSat 3U. Конструкция работает по принципу «космической матрешки»: носитель доставит «пассажиров» на высоту около 400 км и выпустит их в свободное плавание. Далее управление будет осуществляться с Земли.

Ключевая особенность технологии — использование остаточной атмосферы на низкой орбите как управляемого тормоза. Скорость и высота полета спутника регулируются за счет изменения его ориентации в пространстве: площадь поперечного сечения аппарата влияет на силу лобового сопротивления.

Например, если развернуть спутник так, чтобы панели солнечных батарей встали перпендикулярно потоку, он начнет быстрее терять скорость. Такой подход позволяет выстраивать спутники на одинаковом расстоянии друг от друга, обеспечивая непрерывный мониторинг заданного района.

Для точного маневрирования на каждом пикоспутнике установлена уникальная бортовая система ориентации весом всего 40 граммов. В компактном корпусе размещены четыре электродвигателя и блок магнитных катушек. Маховики обеспечивают активное управление ориентацией, а катушки формируют управляющий магнитный момент за счет взаимодействия с магнитным полем Земли.

Расчеты показывают, что оптимальное размещение восьми спутников на орбите займет около недели. При этом аппараты, выпущенные единой группой, равномерно распределятся по траектории и будут по очереди пролетать над нужной точкой, не теряя ее из виду.

В настоящее время в университете завершено проектирование элементов конструкции пикоспутников и кубсата-носителя, идет сборка аппаратов. Особенность проекта — массовое производство: одновременно изготавливаются компоненты сразу для всей группировки. Завершить сборку планируется до конца 2026 года.

В качестве полезной нагрузки на пикоспутниках установят фотокамеры. В ходе полета предстоит выполнить обзорную фотосъемку Земли, а также отработать систему ориентации и межспутниковую связь. На борту каждого аппарата разместят два управляющих устройства: процессор для сложных задач (фотосъемка и ориентация) и микроконтроллер для базовых функций (телеметрия, радиопередача, обработка команд из центра управления).