Среда, 8 февраля, 2023

«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос

Время на чтение 14 мин.

Поводом для нашей беседы с Александром Хохловым, популяризатором космонавтики, руководителем проекта малых космических аппаратов в группе компаний «Геоскан», послужила новость о том, что кубсат «Геоскан-Эдельвейс», разработанный компанией, преодолел стомиллионный километр, передвигаясь по орбите. А ведь это первый частный спутник, который создан в Санкт-Петербурге и отправлен в космос. Что он собой представляет? Как создавался и какие задачи решает? Как компания планирует развивать это направление своей деятельности и почему такое большое внимание уделяет образованию школьников и студентов? Об этом читайте в нашем интервью.

— Александр, давайте начнем с самого начала: расскажите немного о вашей компании — с чего все начиналось, каковы основные направления деятельности, главные задачи, которые решаете.

В 2011 году «Геоскан» основал Алексей Семёнов, уже с 2012 компания разрабатывает и производит беспилотные летательные аппараты самолетного типа, коптеры и дроны промышленного назначения. Среди достижений также ПО для создания 3D-модели объекта по серии разноракурсных фотографий и многим известное «Шоу дронов». За 12 лет компания разрослась в группу компаний, есть филиалы в других городах России, а работа ведется во многих странах. Но «Геоскан» не только индустриальная компания, а и образовательная: нашими специалистами создан учебно-методический комплекс с дронами для обучения школьников, для проведения робототехнических соревнований.

А в 2021 году компания решила выйти в космос и у нас появился отдел разработки малых космических аппаратов.

— Откуда такой интерес к образовательной работе?

Для компании логично развиваться и влиять на будущее, а это всегда непосредственно связано с подготовкой молодых специалистов и созданием рынка для своей продукции. Поэтому у нас есть образовательный отдел, который работает и со школьниками, и со студентами. Ребята могут проходить стажировки в компании, участвовать в соревнованиях, и теперь у нас есть студенческое КБ по робототехнике. И, конечно, мы с радостью приняли предложение Фонда содействия инновациям по участию в космическом проекте Space-π программы «Дежурный по планете», и теперь мы один из производителей спутниковых платформ форм-фактора CubeSat 3U для университетов и школ.

Видео о стажировке школьника в «Геоскане»

— Из каких специалистов состоит ваша команда?

Если говорить именно про отдел разработки МКА, то для разработки спутников нужны конструкторы, которые проектируют рамы кубсатов, делают общую компоновку, взаимодействуют с производством по изготовлению деталей; электроники, разрабатывающие платы бортовых систем и сами приборы спутников; программисты, которые оживляют эти технические изделия. У нас есть главный конструктор по кубсатам, который отвечает за системное проектирование и координацию процесса разработки и производства. Ну и моя роль, как руководителя направления и отдела, — общая координация, взаимодействие с партнерами по проекту Space-π и по спутникам.

Видео о первом космическом аппарате «Геоскана» и о команде разработчиков

— Сколько спутников разработано вами на сегодняшний день? Кто ваши заказчики?

Сейчас на околоземной орбите находится наш первый космический аппарат — «Геоскан-Эдельвейс». Мы сделали его для испытания спутниковой платформы «Геоскан 3U», на базе которой мы делаем университетские спутники.

В разработке и изготовлении находятся четыре кубсата. СтратоСат-ТК1 для компании «Стратонавтика»; RTU MIREA для МИРЭА — Российского технологического университета; TUSUR-GO для Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники; и кубсат «Горизонт» для БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова.

Сейчас Фонд содействия инновациям проводит очередной конкурс на грантовое финансирование университетских и школьных спутников, и среди заявителей несколько выбрали нашу платформу из шести представленных вариантов разных производителей. Вероятно, в 2023 году мы сделаем около 10 кубсатов, но на орбиту в ближайшее время запланирован полет одного — СтратоСат-ТК1.

— Сколько времени уходит на создание кубсата? Сколько специалистов задействовано?

Если говорить про разработку спутниковой платформы с нуля, то у нас ушло 1,5 года. На создание конкретного спутника нужен примерно 1 год, в данном случае это не только изготовление, сборка и испытания, но и согласование полезной нагрузки. Мы не ставим заказчика в жесткие рамки нашей спутниковой платформы, мы готовы сделать доработку конкретного аппарата, чтобы постановщики эксперимента получили больше возможностей. Кубсат 3U ограничен по объему и возможностям, но мы стараемся их расширить.

— Расскажите немного об участии в программе Space-π.

Как я упоминал, Фонд содействия инновациям пригласил «Геоскан» участвовать в качестве производителя спутниковых платформ для университетов. Это основной вклад компании, также основатель «Геоскана» Алексей Семёнов является главным конструктором проекта Space-π, председателем Совета главных конструкторов. Я участвую в работе образовательного проектного офиса Space-π, который помогал Российскому движению школьников проводить конкурсы в рамках спутникового проекта, а также проводит информационное сопровождение «спутниковой школьной группировки», в том числе с помощью сайта spacepi.space.

<strong>«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос</strong>
Выступление на образовательном фестивале

— Что собой представляет «Геоскан-Эдельвейс»? Это полностью ваша разработка? В чем его уникальность?

Да, наш кубсат — полностью разработка нашей команды за собственные средства компании, поэтому он первый частный спутник из Санкт-Петербурга, который полетел в космос.

Наши инженеры изучили много материалов о кубсатах, и, используя свой большой опыт в проектировании других технических изделий, разработали и конструкцию рамы, и бортовую электронику. Единственное покупное изделие — маленькая технологическая камера. Но все же элементная база для наших бортовых систем использовалась и зарубежная, пока в России трудно найти все необходимое для создания электроники кубсата.

<strong>«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос</strong>
Малый космический аппарат «Геоскан-Эдельвейс»

Одно из основных наших отличий от других кубсатов проекта Space-π — недорогие и достаточно эффективные солнечные панели собственной разработки и производства. Делаем мы их совместно с НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике. Партнеры предоставляют нам фотоэлектрические преобразователи из кремния, а мы делаем монтаж панелей.

«Геоскан-Эдельвейс» — технологический и образовательный спутник, научных задач он не выполняет, основная цель — испытать платформу для будущих космических миссий (вот там уже может быть научная аппаратура) и делиться материалами о его работе со школьниками и студентами. Мы часто на сайте и в социальных сетях рассказываем о нюансах работы кубсата и в целом о космонавтике. А для привлечения внимания к нашему космическому аппарату предварительно провели акцию: через свой сайт и через Российское движение школьников собрали более 22 тысяч имен со всего мира. Их нанесли методом ионно-лучевой литографии на кремниевую пластину размером 10 × 15 мм и установили ее снаружи кубсата.

<strong>«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос</strong>
Схема космического аппарата

Кроме собственных испытаний наших бортовых систем на борту «Геоскана-Эдельвейса», мы проводим летные испытания оборудования партнеров. На спутнике стоят газовая двигательная установка (ГДУ) «ОКБ Факел», заправленная азотом, и ГНСС-приемник НПЦ «Элвис», который определяет координаты аппарата на орбите с помощью спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.

Приятно, что сам запуск кубсата на орбиту стал частью рекорда Роскосмоса, впервые на орбиту полетело 16 отечественных аппаратов! До этого на российских ракетах в космос выводилось и больше спутников, но это были малые космические аппараты иностранных заказчиков, а здесь 16 российских кубсатов. Так проект Space-π сразу стал рекордным. Мне повезло быть на запуске на Байконуре, а до этого отвозить «Геоскан-Эдельвейс» на космодром при подготовке запуска.  

— Кубсат более пяти месяцев на орбите. Какие задачи реализованы уже и какие работы еще предстоит провести на орбите с его помощью?

Мы протестировали основные бортовые системы и режимы работы спутника, убедились, что он полноценно работает и мы можем управлять им и перепрошивать бортовое ПО. Каждую неделю мы получаем снимки Земли с небольшой обзорной камеры. В ближайшее время нам предстоит поплотнее поработать с ГНСС-приемником НПЦ «Элвис», а также запустить газовую двигательную установку — мы оставили это на конец активных летных испытаний. По связи не завершена задача с приемом данных по Х-диапазону, потребовалось много времени для сборки и тестирования нашей наземной антенны и приемной аппаратуры Х-диапазона. Это наш первый опыт работы с космическим аппаратом на орбите, мы стараемся не рисковать лишний раз.

— Как происходит управление кубсатом, контроль? Как используете полученные данные?

На крыше «Геоскана» находится наземная станция управления, состоящая из антенн, поворотного механизма для слежения за спутником, и всепогодного шкафа с радиоаппаратурой. Наши программисты написали собственное ПО для управления кубсатами. Каждый день проводим 2-3 сеанса связи, когда спутник пролетает над нами (до 11 минут в лучшем случае). Обычно это происходит в первой половине рабочего дня, при необходимости мы можем использовать ночные сеансы (например, оператор может дистанционно работать со станцией управления). Мы можем выдавать команды в сеансе связи, а можем загрузить файл полетного задания, команды которого спутник будет выполнять по временным меткам.

<strong>«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос</strong>
Оператор ЦУПа «Геоскана»

Как почти все образовательные спутники мы работаем в радиолюбительском диапазоне. Позывной нашего спутника RS20S, частота передатчика 436,2 МГц. Важно, что «Геоскан-Эдельвейс» первым из 16 спутников, запущенных 9 августа 2022 года, прошел координацию частот в Международном союзе радиолюбителей (IARU), и теперь телеметрия аппарата отображается в SatNOGS Dashboard. Любой желающий может посмотреть температуру на солнечных панелях, токи потребления, напряжение аккумуляторных батарей и т. п. Данные обновляются при каждом пролете кубсата над наземными станциями международной радиолюбительской сети SatNOGS.

<strong>«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос</strong>
Наземная станция управления «Геоскана» 

— Когда завершатся испытания, что будет с аппаратом?

До момента отключения аппарата из-за поломки или до схождения его с орбиты мы будем проводить «ресурсные испытания» — узнаем, как долго проработают наши бортовые системы, как будет изменяться со временем эффективность солнечных панелей.

Но также до конца его работы будет продолжаться образовательная деятельность: школьники-практиканты будут учиться управлять аппаратом, и мы продолжим фотографировать Землю и передавать снимки напрямую радиолюбителям. У Фонда содействия инновациям есть план оснастить школьные команды по всей России приемными станциями, чтобы они принимали радиомаяки и фотографии с кубсатов проекта Space-π — в том числе с «Геоскана-Эдельвейса».

<strong>«Геоскан-Эдельвейс»: как первый частный спутник из Санкт-Петербурга покоряет космос</strong>
Снимок Альп с «Геоскана-Эдельвейса»

— Расскажите о спутниковой платформе «Геоскан 3U».

Наш первый космический аппарат создан на основе спутниковой платформы «Геоскан 3U». На данный момент это основной продукт нашего отдела разработки МКА. Платформа — это основа спутника, она отвечает за электропитание, связь и управление полезной нагрузкой космического аппарата. Исходя из назначения ПН обеспечивается необходимая ориентация аппарата в пространстве. В базовой комплектации мы используем электромагнитную стабилизацию и ориентацию. В солнечные панели встраиваются солнечные датчики и магнитометры для определения положения осей кубсата (и его вращения), и магнитные катушки для изменения ориентации с помощью геомагнитного поля. При необходимости в платформу ставится блок маховиков нашей разработки для быстрого и точного построения ориентации кубсата.

Начиная свою работу, мы, конечно, сначала ознакомились с решениями, уже присутствующими на рынке как в России, так и за границей. Увидев сильные и слабые места конкурентов, наши разработчики выбрали две цели для проектирования: уменьшение стоимости платформы и увеличение объема размещения полезной нагрузки. Можно сказать, что мы используем подход компании SpaceX — максимально делаем сами, но так, чтобы и характеристики бортовых систем были лучше аналогов, и стоимость ниже. И, как я уже говорил, мы гибко подстраиваемся под цели партнера, дорабатывая платформу под конкретную полезную нагрузку. Несомненно, подход может постепенно меняться, компания и спутниковая команда должны постоянно развиваться, чтобы занять достойное место в российской частной космонавтике, а в дальнейшем и не только.

Сейчас мы уже почти закончили проектирование платформы 2.0, сильно улучшив первоначальный проект. Это только может показаться, что все кубсаты одинаковые, даже в этом стандарте можно находить новые технические решения и добиваться большей эффективности платформы.

К примеру, мы видим, что у других кубсатов в космосе порой быстро отказывает система электропитания, наша же вполне справляется, мы с первого раза смогли выбрать правильный подход. 

— Вы плотно занимаетесь образовательной деятельностью, а есть ли планы получения лицензии на космическую деятельность? Как будете развиваться в данном случае?

Да, планы лицензирования космической деятельности есть, чтобы не ограничиваться образовательным сегментом, но и стать полноценной частной космической компанией, занимаясь как изготовлением космических аппаратов для клиентов, так и предоставлением сервисов с использованием собственной спутниковой группировки. Вначале мы будем увеличивать размерность космических аппаратов на базе стандарта CubeSat: 6U, 12U, 24U, а в дальнейшем возможна и оригинальная спутниковая платформа. Но все требует времени, ресурсов и, желательно, многоплановой поддержки государства. О следующих шагах наших космических планов мы будем рассказывать.

Фотографии предоставлены пресс-службой компании «Геоскан»

Другие статьи

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь

Enter Captcha Here : *

Reload Image