Архив за месяц: March 2011

На пути к окончательной компоновке, часть 1

В этом цикле статей я собираюсь описать, как появилась идея создания собственного спутника с солнечным парусом, как она развивалась и к чему мы на данный момент пришли. Считайте это своеобразным приложением к «дневнику разработчика». За небольшим исключением, меня интересовала в основном конструкция аппарата, поэтому писать буду только о ней. Это не исключает возможности, что я вспомню и другие детали. В данной части я опишу самое начало проекта.

Все началось в конце августа 2009 года, в последние дни аэрокосмического салона МАКС-2009, где я посещал стенд молодежных проектов МГТУ им. Н.Э. Баумана. Тогда я обсуждал с Викторией Ивановной Майоровой, руководителем МКЦ, возможность создания малоразмерного спутника в МГТУ силами студентов, с минимальной кооперацией со стороны предприятий отрасли (стоит заметить, что спутники, которые называются «студенческими», такими очень часто являются только на словах — их проектируют на предприятиях, а студенты выполняют минимум работ). При этом мне очень хотелось сделать проект на базе подхода, называемого на западе collaborative engineering. Тогда я был молод как проектант и не понимал всей специфики работы в коллективе. Я описал эти идеи Майоровой, а также своему другу, Диме Рачкину.

Спустя почти месяц, в сентябре, эти идеи, словно бумеранг, вернулись ко мне. Оказывается, на кафедре СМ2 (сам я с СМ1) есть преподаватель, Попов Александр Сергеевич, который давно занимался теоретической проработкой различных концепций аппаратов с солнечным парусом на борту. Не знаю, насколько сильно мой позыв повлиял на других людей, но намечавшийся проект был отчасти в русле идеи «создать что-то свое».

Очень быстро мы приступили к первым работам. Мы начали изучать документацию по аппаратам серии CubeSat, изучать основные принципы проектирования малоразмерных космических аппаратов, после чего мною была создана первая версия космического аппарата с солнечным парусом на борту.

0005

На изображении вверху вы можете видеть один из моих ранних «косяков» — антенна GPS получилась непропорционально большой из-за неверного понимания техдокументации на приемник и антенну. Тогда был взят «кубсатовский» профиль поперечного сечения в виде квадрата 10×10 см. Тогда мы еще думали, что будем запускать аппарат из P-POD. Хотя детали, входящие в сборку аппарата и похожи на кубсатовские, они были сделаны «по наитию» — вдохновившись идеей, мы ее творчески переработали к нашим реалиям. На рисунке видны основные элементы, которые в том или ином виде сохранились до наших дней. Кстати, некоторые из решений, которые я вводил как временные, теперь принимаются нами как постоянные.

На этом сайте есть подробное описание проекта, поэтому я не буду описывать принцип действия роторного солнеченого паруса. Скажу лишь только, что тогда мы не представляли весь необходимый объем работ. Тогда мы начали плавно уходить от «колаборационного инжиниринга»=)

Очередная ошибка, которая была заложена в данный вариант компоновки — это то, что я использовал заряжаемые аккумуляторы, хотя это было не необходимо.

0008

На рисунке вверху все электронные компоненты убраны под симпатичный кожух, блок батарей вырезан для замены другим блоком батарей.

Тогда мы начали понимать, что вопросы раскрытия паруса не так просты, как казалось ранее. Грубо говоря, нам понадобилась возможность автономной раскрутки аппарата, при этом мы хотели заснять весь процесс раскрутки на внешнюю камеру для оценки расчетных моделей.

0010

Здесь мы уже видим два аппарата — базовый аппарат и парусник. Базовый аппарат имеет блок гироскопических приборов (серый куб) и предназначен для долговременного полета. Отделение парусника производится с помощью пружинного толкателя, в котором поршень движется по винтовой линии, при этом создается вращательный момент.

Всю электронную начинку мы планировали закупить на стороне, в том числе и из CubeSat kit. Основные конструкционные материалы — алюминий, фторопласт. Изготовление большинства деталей планировалось на производственной базе МГТУ.

Потом мы посчитали, что блока гиростабилизации не хватит для удержания базового аппарата в относительно неподвижном состоянии после отделения парусника, из-за чего была предложена концепция с тремя аппаратами — базовым аппаратом, который осуществлял бы съемку, промежуточным аппаратом, необходимым для раскрутки и аппаратом с солнечным парусом.

chema1

Здесь надо закончить первую часть, так как в следующей части придется описать причины, по которым мы выбрали герметичный вариант компоновки и текущую схему эксперимента.