X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Сегодня микроспутники – это доступная и дешевая платформа, которая дает возможность институтам, университетам, лабораториям разрабатывать свои собственные приборы и привносить инновации в космическую отрасль.

Важные характеристики микроспутника:

Малый вес

Достаточно широкий функционал

Доступная стоимость создания

Простота вывода на орбиту

Возможность использования в качестве обучающего материала для молодого поколения

Короткие сроки создания и невысокая стоимость

Более экологичны, так как полностью сгорают в атмосфере после реализации свой функции.

Рис.1. Эскиз отсека полезной нагрузки

В наше время наука показывает рекордные темпы развития, знания обновляются с высокой скоростью и микроспутники позволяют поддерживать заданный темп и решать актуальные задачи отрасли.

На базе Томского Кванториума реализуется проект по созданию и запуску микроспутника CanSat. CanSat – это действующая модель микроспутника весом до 350 граммов[1]. Все основные элементы «спутника», а именно: бортовой компьютер, приёмник-передатчик, научная нагрузка и система питания должны вмещаться в банку объемом 0,5 л. (Рис.1). «Спутник» запускается ракетой и за время плавного спуска на парашюте должен передать полезную информацию на землю (Рис.2). Оценивание проекта и подведение итогов будут проходить во время летней смены в Москве, на базе Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Проект реализует команда лиги «Юниор» под названием «Томское Конструкторское Бюро» в лице участников Гюнюч Атая и Костевича Льва. В целом, участниками Лиги «Юниор» (ЛЮ) может стать команда учащихся 6-8 классов, желающих начать заниматься изучением космического пространства и аэрокосмической инженерии.

Задачи, которые решает проект:

Сборка микроспутника, который смог бы выдержать подъём на высоту до 300 метров.

Сбор и обработка полезной информации на этой высоте.

Успешное возвращение спутника на землю и отработка поискового сценария.

Рис. 2. Иллюстрация миссиии[2]

Задачи на пути к реализации проекта:

Рассчитать и сшить парашют для головной части.

Собрать и протестировать электронную систему на базе Arduino по заданию, предоставленному организаторами.

Разработать программу тестирования системы на земле и включения данной программы через отдельный выключатель.

Разработать основную программу спасения так, чтобы она срабатывала на высоте H на спуске аппарата после отделения от ракеты. Если отделения головной части не произошло, то система спасения должна срабатывать после 50% потери высоты апогея.

Передавать во время миссии по радиоканалу на приемную станцию телеметрию.

Базой электронной составляющей спутника является микроконтроллер arduino micro. Так же будут использованы различные датчики: датчик освещённости, барометр, термометр, и прочие электронные компоненты (Таблица 1).

Таблица 1. Выдержка из базового набора участников конкурса

Для успешной реализации миссии необходимо, чтобы на заданной высоте полета сработал механизм системы спасения отсека полезной нагрузки. Сам отсек отстреливается от первой ступени при помощи пиропатрона, который является составной частью модельного двигателя. Конструкция системы спасения разрабатывается участниками конкурса и представляет собой уникальное механическое устройство. Предложенный командой механизм системы спасения представлен редукторной системой шестереночного типа, которая основана на вращательном движении сервопривода. Сервопривод толкает зубчатую рейку (Рис.3), которая, в свою очередь, выталкивает обтекатель вместе с парашютом (Рис.4).

Рис.3 чертёж системы спасения (вид сбоку)

Рис. 4. Чертёж системы спасения (вид спереди)

Ключевым фактором в работе системы спасения является правильное определение высоты полета. В проекте высота будет определяться при помощи датчика BMP180, входящий в модуль датчиков GY-801. Находящийся в составе модуля барометр позволит измерить давление над уровнем моря, и тем самым определить с достаточной точностью высоту полета устройства.

На данный момент еще ведется интенсивная разработка ряда систем микроспутника. Изготовлен и успешно испытан механизм системы спасения, также проведены испытания парашюта. Еще предстоит большая работа с электронной составляющей проекта и пробный запуск готовой модели в Томске перед поездкой в Москву. Хотелось бы добавить, что проект «CanSat» имеет очень большую важность в создании нового направления в космонавтике и привлечении молодежи к одной из главных отраслей будущего.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Иллюстрация миссии. [Электронный ресурс] URL: http://roscansat.com/tehnicheskaya-dokumentatsiya/cansat-junior/ (дата обращения 12.02.2018)

Сайт конкурса RosCanSat. [Электронный ресурс] URL: http://roscansat.com (дата обращения 12.02.2018

Код для цитирования: Скопировать