В Самарском университете создают систему для управления группировками наноспутников

Фото: samaratoday.ru

Проект молодых ученых Самарского университета по разработке комплекса управления, навигации и связи наноспутника, предназначенного для оперативного выявления признаков природных катастроф, получил грант Российского научного фонда. Результатом работы станет прототип комплекса, который ученые должны протестировать в космосе.

Статистика свидетельствует о том, что с каждым годом количество стихийных бедствий возрастает. Использование же группировки космических аппаратов нанокласса способно помочь решить проблему оперативного мониторинга ионосферы. Поскольку изменение ее параметров – надежный индикатор для выявления признаков надвигающихся стихийных бедствий.

В сфере прогнозов природных катастроф требуется точность измерений и оперативность передачи данных. Их как раз могут обеспечить «управляемые» группировки наноспутников.

Однако для обработки данных мониторинга, полученных из космоса, необходима навигационно-временная привязка научных измерений. Для их проведения нужно знать траекторию движения наноспутника, время и место, когда он сделал необходимые замеры, а также в какой момент и как были ориентированы в пространстве оси чувствительности научной аппаратуры.

«На 99% современных наноспутников мы не встретим навигационных приемников, все пользуются данными системы NORAD. Это объединённая система аэрокосмической обороны США и Канады, средствами которой фиксируется любой объект, выводимый в космос”, - пояснил руководитель проекта, доцент межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета Андрей Крамлих. В зависимости от важности объекта, специалисты этой организации с определенной оперативностью выкладывают TLE данные (файлы с элементами орбит спутника, которые можно подставить в модель движения, а затем определить и спрогнозировать движение спутника) в свободный доступ. «Но модель движения всегда отличается от реального движения. И если точности TLE данных для организации сеанса связи достаточно, то привязать к ней высокоточные измерения уже не получится. Поэтому установка на борт космического аппарата собственного навигационного приемника необходима», - добавил молодой ученый.

Разработчики при этом отмечают, что навигационный приемник на наноспутнике не может работать постоянно, так как потребляет слишком много энергии. Поэтому они предлагают проводить измерения на борту наноспутника, а обрабатывать навигационные данные уже на Земле - это существенно сократит время работы приемника.

За рубежом есть разработки, аналогичные комплексу управления, навигации и связи разрабатываемому в Самарском университете. “Но они стоят немало, а их надежность не гарантирована, - отметил Андрей Крамлих. - Наша система должна быть дешевле».

Молодой ученый обращает внимание и на тот факт, что малые габариты, масса и недорогая по сравнению с более крупными МКА стоимость наноспутников позволяет запустить на орбиту сразу несколько аппаратов и производить измерения во многих областях пространства одновременно. Это даст возможность получить пространственную картину и отследить ее изменения во времени.

Однако для мониторинга ионосферы важно не только запустить несколько наноспутников, но и поддерживать определённую конфигурацию их движения, а добиться этого можно только контролируя движение МКА. Кроме этого, необходимо контролировать ориентацию каждого спутника в группировке. Для этого нужна система управления, которая уже частично отработана молодыми учеными. Они создали системы демпфирования – гашения угловых скоростей, чтобы снизить вращение спутника после отделения. Следующий этап - решение вопроса переориентации спутника.

Также ученым нужно разработать оперативную систему связи, которая позволит быстро и в большом объеме передавать информацию на Землю. Традиционно передача данных со спутника осуществляется в момент, когда аппарат пролетает над центром управления полетами (ЦУП). В среднем сеанс связи бывает 4-8 раз в день и длится 5-10 минут, но когда речь идет о чрезвычайных ситуациях, где требуется оперативность, этого недостаточно. Для того, чтобы ее повысить группа ученых Самарского университета планирует использовать низковысотные сети связи: GlobalStar, Iridium, это позволит выстроить другую схему, не зависящую так жестко от сеансов связи с ЦУП. В этом случае экстренные данные с наноспутника будут сбрасываться на спутник связи, летающей на низкой высоте, который и передаст их на Землю. При этом основной массив информации будет выгружен позже - над ЦУП.

«Мы идем по пути импортозамещения - в комплексе управления, навигации и связи будет использована только российская аппаратура. У Самарского университета есть опыт создания наноспутников, есть сильная школа по спутниковой радионавигации, возглавляемая профессором Игорем Белоконовым. Появилась также школа по навигационным приемникам под руководством датского ученого Кая Борре, сейчас ее возглавляет доцент Илья Кудрявцев, соответственно, подтянулась «железная» составляющая. Так что теперь мы можем создать полностью свой приемник, точнее опытный образец», - отметил руководитель проекта.

Грант на разработку комплекса выделен исследователям на три года. По истечению этого времени группа молодых ученых должна представить прототип системы управления, навигации и связи, а затем протестировать его на спутнике в космосе.

Актуальность комплексу управления, навигации и связи наноспутника придает то, что он не является узкоспециализированным. Наоборот, система способна решать многопрофильные прикладные задачи. В дальнейшем она может быть востребована на маневрирующих спутниках и спутниках дистанционного зондирования земли, а также на МКА, мониторящих суда и нефтегазопроводы в труднодоступных районах. Более того, благодаря комплексу станет реальным создание спутника-инспектора, который сможет мониторить поверхности больших космических аппаратов и своевременно сообщать об их неисправностях. Совокупные сведения от нескольких наноспутников, снабженных новой системой и специализированной научной аппаратурой, помогут и в вопросах национальной безопасности. Анализируя данные об изменении ионосферы Земли, специалисты смогут отследить, что их спровоцировало: естественные процессы, которые идут на Солнце или в недрах Земли, или искусственное вмешательство человека.

Последние новости Самарской области по теме:
В Самарском университете создают систему для управления группировками наноспутников

- Самара
Проект молодых ученых Самарского университета по разработке комплекса управления, навигации и связи наноспутника, предназначенного для оперативного выявления признаков природных катастроф,
16:00 17.01.2018 Волга Ньюс
- Тольятти
Разработка комплекса управления, навигации и связи наноспутника, предназначенного для оперативного выявления признаков природных катастроф, является проектом молодых ученых Самарского университета.
16:00 17.01.2018 CityTraffic.Ru
В Самарском университете создают систему для управления группировками наноспутников - Samaratoday.ru
В Самарском университете создают систему для управления группировками наноспутников - Самара
Проект молодых ученых Самарского университета по разработке комплекса управления, навигации и связи наноспутника, предназначенного для оперативного выявления признаков природных катастроф,
15:53 17.01.2018 Samaratoday.ru
 
По теме
За счет нее возрастет оперативность прогнозирования природных катастроф. Как сообщает пресс-служба Самарского университета, молодые самарские ученые выиграли грант на проект по разработке комплекса управления,
22.01.2018
 
В рамках Всероссийской акции «Каникулы с общественным советом» полицейские Тольятти совместно с Общественным советом при областном главке посетили детский лагерь - ГУ МВД по Самарской области В рамках Всероссийской акции «Каникулы с общественным советом» заместитель председателя Общественного совета при ГУ МВД России по Самарской области Алексей Левков совместно с начальником ПДН отдела полиции №24 УМВД Росси
18.08.2018
 
В рамках Всероссийской акции «Каникулы с общественным советом» полицейские Тольятти совместно с Общественным советом при областном главке посетили детский лагерь - ГУ МВД по Самарской области В рамках Всероссийской акции «Каникулы с общественным советом» заместитель председателя Общественного совета при ГУ МВД России по Самарской области Алексей Левков совместно с начальником ПДН отдела полиции №24 УМВД Росси
18.08.2018 ГУ МВД по Самарской области
17 августа состоится открытый аукцион по выбору подрядчика, который проведет частичный капитальный ремонт в гимназии №35.
16.08.2018 Городские Ведомости
16 августа 2018 года в Самарском государственном Академическом театре оперы и балета состоялось пленарное заседание областной педагогической конференции работников образования.
17.08.2018 Журнал Самара и Губерния
В селе Екатериновка правоохранители задержали подозреваемую, причинившую тяжкий вред здоровью бывшему сожителю - ГУ МВД по Самарской области В дежурную часть Отдела МВД России по Приволжскому району поступило сообщение о госпитализации в центральную районную больницу 31- летнего мужчины с ножевым ранением.
19.08.2018 ГУ МВД по Самарской области
Корреспондент "КП" побывала на кладбище, где похоронили мужчину Василиса НИКОЛАЕВА Кладбище «Вешки» Мытищинского района находится в нескольких километрах от МКАД по Осташковскому шоссе в элитном коттеджного поселке.
16.08.2018 Комсомольская Правда Самара
Часть этих фотографий с имеются в распоряжении «КП» [видео] Дина КАРПИЦКАЯ Три сестры — 17-летняя Мария, 18-летняя Ангелина и 19 — летняя Крестина, убившие своего родного отца,
15.08.2018 Комсомольская Правда Самара
В субботу,  18 августа  с 12 до 15 часов в рамках  социокультурного проекта  «Яркие выходные Тольятти» на аллеях и площадках горсада будет проходить культурно-развлекательная программа  «Летний калейдоскоп»  от ММЦ «Шанс
17.08.2018 Спортивное Обозрение
Первую медаль для вооруженных сил России добыл Даниил Пахомов (в центре). Фото: пресс-служба ЦСКА Самара - Комсомольская Правда Самара Пять из них – золотые, еще четыре серебряные и одна бронзовая Дмитрий КРИВЕНЦОВ Сборная России мощно стартовала на чемпионате мира по плаванию среди военнослужащих.
19.08.2018 Комсомольская Правда Самара
Алан Чочиев считает, что соперникам в Самаре может и не хватить фарта - Комсомольская Правда Самара Футбол, матч Крылья Советов – Локомотив. Прямая онлайн-трансляция 4 тура чемпионата России по футболу состоится 19 августа 2018 на стадионе «Самара Арена».
19.08.2018 Комсомольская Правда Самара
Сборная России, составленная из девушек 2000 г.р. и моложе, за которую выступают три тольяттинки —  Валерия Кирдяшева ,  Елена Михайличенко  и  Елена Смирнова ,  провела свой седьмой матч на юниорском чемпионате мира в Польше,
18.08.2018 Спортивное Обозрение
В селе Екатериновка правоохранители задержали подозреваемую, причинившую тяжкий вред здоровью бывшему сожителю - ГУ МВД по Самарской области В дежурную часть Отдела МВД России по Приволжскому району поступило сообщение о госпитализации в центральную районную больницу 31- летнего мужчины с ножевым ранением.
19.08.2018 ГУ МВД по Самарской области
Алан Чочиев считает, что соперникам в Самаре может и не хватить фарта - Комсомольская Правда Самара Футбол, матч Крылья Советов – Локомотив. Прямая онлайн-трансляция 4 тура чемпионата России по футболу состоится 19 августа 2018 на стадионе «Самара Арена».
19.08.2018 Комсомольская Правда Самара