1
Военное использование
SENSE-1
Масса: 5 кг
Запущен: ноябрь 2013
Астрономия, связь
BRITE-PL
Масса: 7 кг
Запущен: ноябрь 2014
Наблюдение земли
Flock-1
Масса: 5 кг
Запущен: январь 2014
2
3
Тенденции развития малых КА в 2012-2017 гг:
- в 2012 году начато мелкосерийного производства малых КА;
- в период с 2012 по 2017 год запущено более 1000 малых КА;
- повышенный интерес к малым КА стали проявлять Правительства и коммерческий сектор;
- на рынке малых КА доминируют кубсаты: более 700 запусков с 2012 по 2017 год.
Малоразмерные космические аппараты - малые автоматические космические аппараты массой менее 100 кг («Концепция создания и применения малоразмерных космических аппаратов», ФГУП ЦНИИмаш, 2017 г.)
4
5
«ASUSat» (Гос. Университет шт. Аризона, США, при финансовой поддержке DARPA), запущен в 2000 г.
На борту МКА были установлены 2 цифровые камеры в диапазонах спектра 600–800 нм и 420–550 нм. ПЗС-матрица каждой камеры имела 496x365 пикселов и обеспечивала разрешение ~ 0,65 км/пиксел с высоты 700 км. Точность ориентации по 3-м осям составляла ±10%. Масса МКА - 5,9 кг.
6
Масса спутника составляла 5,0 кг, диаметр – 170 мм, длина – 550 мм. Спутник предназначался для экспериментальной отработки в условиях реального космического полета системы приема и передачи данных, новых технологий однопунктного управления космическими аппаратами, технологий дистанционного зондирования Земли, других элементов, устройств и приборов. Запуск «ТНС-0» №1 был успешно произведен космонавтом Салижаном Шариповым вручную 28 марта 2005 года во время выхода в открытый космос.
Одной из основных задач первого наноспутника «ТНС-0» №1 стала проверка возможности использования низкоорбитальной спутниковой системы связи «Глобалстар» для управления космическими аппаратами.
7
КА «CubeSat» запускаются при помощи специальной платформы Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD)
11
1 - линзы фирмы Цейса (171,4,85 мм);
2 - крепление линз;
3 - фокальная плоскость;
4 - платформа пьезоэлемента;
5 - платформа электронного привода;
6 - модем модели МНХ-п2420;
7 - подсистема электропитания;
8 - микроконтроллер +FGPA;
9 - гироскопы и катушки вращения модели MAI-200;
10 - магнитометр (на рисунке не видно); 11 - конструкция (2-х-элементная скелетная схема);
12 - накладная антенна.
12
Радиолиния передачи целевой информации работает в Х-диапазоне (8025-8400 МГц, линия «космос-Земля», 2 канала по 66,8 МГц) со скоростью от 12,5 до 120 Мбит/с. Высокочастотная мощность передатчика составляет 2 Вт. Микрополосковая антенна установлена на обратной стороне откидывающейся крышки телескопа. Возможно использование манипуляций: QPSK, 8-PSK, 16-APSK, 32-APSK. Виды помехоустойчивого кодирования: от ¼ до 9/10.
Управление наноспутником производится одноплатным компьютером с процессором семейства х86 и твердотельным запоминающим устройством на 0,5 Тб. Компьютер работает под управлением ОС Ubuntu server. Также имеется сторожевой таймер, обеспечивающий перезагрузку компьютера при ошибках и зависаниях. Исполнительными органами системы ориентации и стабилизации служат четыре двигателя-маховика, расположенные по схеме «пирамида» и три электромагнита. На втором опытном наноспутнике Dove-2 отрабатывалось управление ориентацией с помощью электромагнитов под управлением специального контроллера. Орбитальное положение наноспутника поддерживается при помощи изменения его ориентации, и как следствие - миделева сечения и силы атмосферного торможения.
Наземный комплекс управления совмещен со специальным комплексом: на 12 площадках развернуты 36 антенн, что позволяет уже сейчас принимать 1 Терабайт данных в сутки (или 1 млн. км.2 земной поверхности)
13
Внешний вид спутников OCSD A, B, C (AeroCube 7A, 7B, 7C / IOCPS A, B, C)
Самым успешным случаем применения лазерной связи можно считать исследовательский зонд LADEE, занимавшийся изучением приповерхностной среды на Луне с сентября 2013 по апрель 2014 года. Установленная на аппарате лазерная система связи установила рекорд по скорости передачи данных в космосе – 622 мбит/с. Стабильная связь без потери данных сохранялась при скорости до 20 мбит/с.
Оптический передатчик на OCSD, в отличие от предшественников, был жестко закреплен на космическом аппарате. Для передачи данных специалисты направляли его на приемное устройство на Земле, поворачивая весь спутник. Таким образом, кроме прочего, была подтверждена возможность точного управления ориентацией кубсатов. Скорость передачи данных составила 200 мбит/с.
Спутники OCSD запускались 08.10.2015 и 11.12.2017 соответственно с космодрома Вандерберг с помощью ракеты-носителя Atlas-5 в рамках проекта GRACE и с космодрома на о. Уоллопс ракетой Антарес-230
15
Блок микроракетных двигателей VACCO (всего 8 – по 2 в четырех углах модуля). Топливо - R134a. Мощность до 25 мН
Запуск двух предварительно состыкованных на Земле спутников CPOD A и CPOD В намечен на 2019 год
16
17
Базовые топологии сетей «умной пыли»
Компьютер Michigan Micro Mote (Мичиганский университет, США) объемом 1 мм3
Терминология и классификация:
Timo Wekerle at all. Status and Trends of Smallsats and Their Launch Vehicles — An Up-to-date Review // Journal of Aerospace Technology and Management, Sao Jose dos Campos, Vol.7, № 3, Jul.-Sep., 2017 - pp.269-286.
Существующее распределение классов РН для запусков малоразмерных спутников
FAA - Federal Aviation Administration
Тенденции развития малоразмерных космических аппаратов (КА) в 2012-2017 гг:
- в 2012 году начато мелкосерийного производства малых КА;
- в период с 2012 по 2017 год запущено более 1000 малых КА;
- повышенный интерес к малым КА стали проявлять Правительства и коммерческий сектор;
на рынке малых КА доминируют кубсаты: более 700 запусков с 2012 по 2017 год.
Особенно высоки темпы роста рынка малоразмерных космических аппаратов массой до 50 кг (нано- и микро- спутников). К 2020-2025 гг ожидается экспоненциальный рост потребности в услугах по запуску малых спутников
19
Новые технологии:
- топливные баки из углеродных композитов, совместимых с жидким кислородом;
- электрический турбонасосный агрегат;
- 3D-печать всех основных компонентов кислородно-керосиновой двигательной установки.
Новые технологии:
- спасение и повторное использование (до 10 раз) ракетных блоков
Сравнение обычного ЖРД и линейного клиновоздушного двигателей
Принципы сокращения затрат:
- использование отработанных технологий (например, изготовление баков из стальных труб);
- использование небольших простых и дешевых двигателей;
- упрощение технологии и внедрение принципов серийного производства;
использование недорогих топливных компонентов.
Ракета - связка унифицированных модулей, - по сути, отрезков стальной трубы диаметром 27 мм, заполненный либо топливом (керосин) либо окислителем (азотная кислота) под давлением до 40 бар. Система подачи топлива - вытеснительная. Тяга двигателей ~3 тс. Каждый двигатель имел диаметр 27 мм и длину 1 м (60 см приходилось на камеру сгорания, а остальное на клапаны и форсунки). Проектом предусматривалось создание серии ракет-носителей с массой полезной нагрузки от 200 кг до 10 т.
В целях упрощения и удешевления конструкции ракеты-носителя 4 ЖРД на монотопливе NA-7 (смесь монопропилена, закиси азота и ацетилена) были установлены в передней части ракеты.
Причины закрытия программы:
- у конкурентов возникли вопросы о том, почему другие коммерческие варианты, разрабатываемые в настоящее время, не были рассмотрены (проекты Virgin Galactic LauncherOne и XCOR Aerospace Lynx);
- взрывы монотоплива NA-7 при наземных испытаниях.
Проект ALASA
Проект Rascal
Программа DARPA Rascal (Responsive Access Small Cargo Affordable Launch) начата в марте 2002 г. Задачей было создание системы оперативного запуска военных спутников массой 75-100 кг. стоимость запуска не должна превышать 750 тыс. долл., период послеполетного обслуживания - 24 часа, оперативность запуска - 1 час.. Проект был закрыт в феврале 2005 г.
В 2002 году президент компании Destiny Aerospace г-н Tony Materna, предложил использовать для системы RASCAL одноместный сверхзвуковой истребитель-перехватчик с дельтовидным крылом Convair F-106 Delta Dart.
Особенности:
- вертикальный старт, горизонтальная посадка;
- третье поколение теплозащиты;
- сверхкомпактный горизонтальный турбонасосный агрегат.
14 европейских компаний и институтов объединили свои усилия в проекте Horizon2020 под названием Small Innovative Launcher for Europe (SMILE). Проект направлен на разработку сверхлегкого носителя для запуска спутников массой около 50 кг с европейского стартового комплекса в северной Норвегии.
Схема ЦУП «ТНС-0» № 1
Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: Нажмите что бы посмотреть