👨🏽‍💻 ♻️ ♈️ Vom Menschen geschaffener Stern wird in den Weltraum rufen 🍰 🤰🏿 🌇

Seit mehr als einem Jahr stellt ein Team von Enthusiasten einen Mikrosatelliten her, der nur ein, aber ein ungewöhnliches Ziel hat - die Erforschung des Weltraums und den Aufruf an die gesamte Menschheit, den Kopf zu heben und in den Himmel zu schauen. Der Satellit kann diesen Sommer ins All gehen und für mehrere Wochen zum hellsten Stern werden. Ich interviewte den Gründer des Projekts, den Leiter des Bildungsprogramms "Modern Cosmonautics" an der Universität für Maschinenbau und den Popularisierer der Astronautik Alexander Shaenko.

Menschen und Ideen

Alexander Shaenko ist seit über 10 Jahren in der Raumfahrtindustrie tätig. Er war an der Entwicklung der Trägerraketen Angara und KSLV-1, des DX1-Satelliten der privaten russischen Firma Dauria Aerospace, beteiligt und war an der Entwicklung des Selenohod-Minirovers beteiligt. In den letzten Jahren hat er im Sommer ein rein russisches Programm populärwissenschaftlicher Vorlesungen über Astronautik durchgeführt (das Projekt „Raum von Meer zu Meer“), einen Kurs „Grundlagen der Kosmonautik“ für diejenigen erstellt, die an Universitäten nicht-weltraumbezogene Fachgebiete absolviert haben, eine Sommerraumschule organisiert und einen Bachelor eingerichtet und durchgeführt das Programm "Moderne Kosmonautik" an der Universität für Maschinenbau.

Alexander, die Arbeit am Satelliten ist schon weit fortgeschritten, aber ich frage mich immer noch, woher diese Idee kam? Warum genau ein Stern?
Die Idee des Leuchtturms entstand von zwei Seiten. Erstens hat mich meine Erfahrung in unserer Raketen- und Raumfahrtindustrie zu der Annahme geführt, dass Weltraumleistungen in der Vergangenheit geblieben sind, nicht weil wir wenig Geld haben, nicht weil die Leute dumm sind und nicht weil unsere Ausrüstung schwach ist . Tatsache ist, dass selbst Industriearbeiter selbst größtenteils nicht wissen, warum Astronautik benötigt wird. Warum brauchen sie selbst bemannte Flüge, warum bauen sie neue Trägerraketen, für die interplanetare Stationen. Aus diesem Grund ändern oder verschieben sich unsere Raumpläne ständig und die Projekte dauern Jahrzehnte. Als ich darüber nachdachte, begann ich mir zu überlegen, was genau ich persönlich tun kann, um dies zu ändern. Ich dachte, wenn Sie den Menschen zeigen, was die Astronautik ihnen persönlich geben kann, und es für sie wertvoll sein wird,dann wird dies sowohl die Haltung der Gesellschaft zur Erforschung des Weltraums als auch die Haltung der Raketen- und Raumfahrtindustrie zu ihrer Arbeit verändern.
Zu diesem Zweck begann ich, populärwissenschaftliche Vorträge zu halten, in denen ich darüber sprach, dass die Erforschung des Weltraums interessant, ungewöhnlich, schön und faszinierend ist. Und nach einer der Vorlesungen geschah der zweite Grund.
Zweitens kam Alexei Statsenko Ende Dezember 2013 nach einem Vortrag auf mich zu (auch bekannt als MagisterLudi)) und fragte, wie man einen Satelliten ins All startet. Ich erklärte ihm, wie das gemacht werden kann und gab die Adresse der Kosmotras-Website an. Dann fragte er, ob es möglich sei, einen Ziegelstein ins All zu schleudern. Ich antwortete, dass es möglich sei, aber niemand würde das sehen. Es ist viel interessanter, in den Weltraum zu starten, was zu sehen sein wird. In meinen Gedanken dachte ich, dass dies relativ einfach sein würde. Und dann wurde mir klar, dass wenn ich es schaffe, Enthusiasten zusammenzubringen, einen Satelliten zu bauen, der mit bloßem Auge aus der Umlaufbahn gesehen werden kann, dies ein gutes Beispiel für Menschen sein kann, für die Weltraumforschung verfügbar geworden ist. Um echte Satelliten ins All zu bringen, ist es nicht notwendig, in einem riesigen Unternehmen zu arbeiten oder Milliardär zu sein. Und wie sie sagen, wickeln Sie ein ...
In symbolischer Form werden diese Gründe in unserem Cartoon gezeigt:

Sie haben bereits ein ganzes Team von gleichgesinnten Enthusiasten. Was kannst du über sie erzählen?
Neben mir und dem „Leiter der Abteilung für psychologisches Entladen“ des Mischlings Quasar sind noch zehn weitere Personen im Team. Es gibt Leute in der Raumfahrtindustrie, IT-Spezialisten, PR-Spezialisten, Studenten, jeder tut, was er weiß und liebt. Im Detail ist hier zu sehen, was sie selbst über sich erzählen wollten .

Bau

So wie ich es verstehe, sollte ein Satellit konstruktiv ziemlich einfach sein. Wie wird er sein?
Der Leuchtturm ist im beliebten Cubesat-Format gefertigt. Dies sind Satelliten mit begrenzten, diskret definierten Abmessungen. Ein "diskreter" Satellit, eine Einheit, hat Abmessungen von 100 mm pro 100 mm pro 100 mm und ein Gewicht von bis zu 1,33 kg. Das Format wurde so erfunden, dass kleine Satelliten durch die Startmethode vereinheitlicht wurden. Viele Startcontainer wurden für die Cubsats erfunden, in denen sie mit verschiedenen Raketen in die Umlaufbahn gebracht werden und von denen sie dann in den Weltraum fliegen. Relativ gesehen kann jeder Cubsat in jedem Container ausgeführt werden. Dies reduzierte die Kosten erheblich und beschleunigte den Start.
"Lighthouse" ist ein Cubsat für drei Einheiten mit den Abmessungen 100 mm x 100 mm x 340,5 mm. Die Masse des Gerätes beträgt 4 kg.

Strukturell besteht es aus folgenden Systemen:

Erweiterbarer Solarreflektor,
Steuersystem,
Stromversorgungssystem
Düsentriebwerk
Körper.

Es ist kein Funksender an Bord, dies vereinfacht und verbilligt den Prozess der Startkoordination erheblich.

Nicht zusammengebautes 3D-Modell des Satelliten

Wenn es keinen Sender und Empfänger gibt, funktioniert der Satellit dann gemäß dem darin festgelegten Programm? Können Sie uns etwas über das Zyklogramm des Satelliten erzählen?
Das Zyklusdiagramm der Vorrichtung vom Moment der Trennung von der Trägerrakete (CO, Abteilkontakt) bis zum Ausschalten des Steuerungssystems ist wie folgt:

CO + 0 Sekunden Schalten Sie die Steuerung ein.
KO + 30 Sekunden. Der Beginn der Offenbarung des Solarreflektors.
KO + 150 Sekunden. Ende der Öffnung des Solarreflektors.
KO + 151 Sekunden. Starten eines Spin-Jet-Triebwerks.
KO + 1951 Sekunde. Motor abstellen. Steuerungssystem herunterfahren.

Während dieses Vorgangs öffnet Lighthouse das Tetraeder aus einem auf dem Rahmen gespannten Polymerfilm und wird entlang aller Achsen mit einer Gesamtwinkelgeschwindigkeit von mindestens 1 U / s gedreht.

Zwei Minuten, um den Reflektor zu öffnen ... Ist er so groß?
Ja, unser Reflektor ist ein normaler Tetraeder mit einer Seite von 3 Metern. Die Fläche einer Seite beträgt, wie Sie leicht berechnen können, 3,8 m ² und die Gesamtfläche mehr als fünfzehn Quadratmeter. Nach unseren Berechnungen wird der Mayak eine Stärke von -10 haben, was heller ist als jeder Stern. Wenn der Satellit abnimmt, funkelt er noch heller und leuchtet vor dem Eintritt in die Atmosphäre mit einer Stärke von -13 wie ein Vollmond!

Und wie haben Sie es geschafft, ~~diese dicke Hausfrau hierher~~ zu bringen ?dieser große Tetraeder in so einer kleinen Kiste? Es muss mehr als viermal deutlich hinzugefügt werden ... Der
metallisierte Film, aus dem der Reflektor besteht, ist nur 5 Mikrometer dick und 20-mal dünner als ein menschliches Haar. Und wir öffnen es nach dem Roulette-Prinzip - drei elastisch verformbare Profile (Anzahl, Roulette-Klingen) werden auf Trommeln gewickelt und von einem Getriebemotor abgewickelt. Tatsächlich haben wir Roulette in Tests verwendet:

Testen des Bereitstellungssystems, Oktober 2015. Zwei Bänder bewegen sich wie in der Schwerelosigkeit (die Schwerkraft ist senkrecht) über den Boden. Das dritte Band kann unter diesen Bedingungen nicht entladen werden und macht nichts

. Warum sollten Sie den Satelliten drehen?
Der Satellit dreht sich in alle Achsen, so dass ein Punkt reflektierten Lichts so oft wie möglich vom Raumschiff aus um den gesamten sichtbaren Teil des Planeten läuft, sodass der Leuchtturm von möglichst vielen Menschen gesehen werden kann. Das Gerät wird entlang aller Achsen mit einer Gesamtwinkelgeschwindigkeit von mindestens 1 Umdrehung pro Sekunde gedreht.

Wenn Sie sich das Zyklogramm ansehen, dreht sich der Satellit eine halbe Stunde lang. Verwenden Sie einen speziellen Motor?
Tatsache ist, dass Sie keine Pyrotechnik, giftige Chemikalien, hohen Druck auf Cubsats verwenden können. Aus diesem Grund haben wir für das Spinnen einen Motor entwickelt, der sich mit der thermischen Zersetzung von Ammoniumcarbonat befasst. Diese Substanz wird in der Lebensmittelindustrie zum Lösen von Teig verwendet und ist harmlos. Der Motor ist ein hermetisch abgedichtetes Fach mit einer Düse. Im Inneren des Fachs befinden sich sogenannte austauschbare Reaktormodule - dies sind Baugruppen aus zwei elektrischen Heizgeräten, zwischen denen ein Beutel mit gepresstem Ammoniumcarbonat platziert ist. Die Baugruppe befindet sich in einem Thermo-Geflecht, das während des Betriebs der Heizungen komprimiert wird und die Heizungen in Kontakt mit dem Reagenz hält. In unserem Reaktor befinden sich zwei solche Module. Dies ermöglicht bis zu 30 Minuten einen Schub von bis zu 5 Gramm mit einem spezifischen Impuls von 80 Sekunden.

Arbeitsschema

Vorgefertigte Heizungen

Rakete

Ich war überrascht, als ich hörte, dass Sie es geschafft haben, einen Platz auf der Rakete zu bekommen. War es sehr schwierig? Musste über Institute und andere große Organisationen Kontakt aufnehmen?
Nein, alles ist einfacher. Schafft es, mit Hilfe von Geld auf die Rakete zu steigen, wie auch anderswo. Aber bis der Leuchtturm in der Trägerrakete nicht von der Startrampe kommt, gehe ich davon aus, dass wir immer noch keinen Platz bekommen konnten.
Im Frühjahr 2015 haben wir Verhandlungen mit Sputniks aufgenommen, das seine Dienste für die Einführung von Cubsat anbot. Später kamen Manager der Firma Glavkosmos zu uns. Dies ist eine Art kommerzielle Schnittstelle von Roscosmos zu ausländischen Kunden. Da es nur wenige Präzedenzfälle für den Start russischer Raumschiffe aus der Industrie gab, begannen die Sputniks auf der Dnepr-Trägerrakete und Dauria Aerospace auf der Sojus-2-Trägerrakete wahrscheinlich, sich an Studentenprojekten zu beteiligen. Glavkosmos bot einen besseren Preis an, also gingen wir zu ihnen. Es gibt immer noch ausländische Startanbieter, zum Beispiel ISIS und Commercial Space Technologies , aber sie sind teurer.

Und über welchen Start haben Sie eine Vereinbarung?
Wir bereiten den Start auf der Sojus-2 LV mit der Fregatte RB vor. Im Juni 2016 wird diese Fluggesellschaft vom Raumschiff Kanopus-V-IK gestartet, wir fliegen in vorbeifahrender Fracht. Die anfängliche Höhe der Umlaufbahn beträgt 600 km, die Umlaufbahn ist solar-synchron, die Neigung beträgt ungefähr 98 Grad. In dieser Umlaufbahn wird der Mayak ungefähr 25 Tage dauern.

Test

Wenn Sie sich den Arbeitsaufwand vorstellen, scheint der Juni ein erschreckend enger Termin zu sein. Haben Sie bereits viele Tests durchgeführt?
Schematisch kann der Testplan wie folgt dargestellt werden:

Die bestandenen Tests haben gezeigt, dass die Systeme gut funktionieren.
Am Prototyp wurde der Mechanismus zum Öffnen der Rippen ausgearbeitet, jetzt wird die Montage des Prototypmechanismus des Solarreflektors montiert. Nach diesen Tests kann mit der Herstellung einer Flugversion des Solarreflektors fortgefahren werden.

Ich erinnere mich, dass ich in sozialen Netzwerken eine lehrreiche Geschichte darüber gesehen habe, wie sich das Satellitenmodell in Ihren Stratosphärentests aufgrund eines offensiven Fehlers nicht eingeschaltet hat. Was tun Sie, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten?

Fotos von Stratosphärentests

Ja, zu diesem Zeitpunkt legte unsere Telemetrie- und Steuerausrüstung auf und begann während des Fluges neu zu starten. Daher wurde kein Befehl zum Aktivieren des Satelliten ausgegeben. Er landete, ohne überhaupt mit der Arbeit zu beginnen. Für die Zuverlässigkeit unseres Satelliten planen wir Folgendes:
Leistungskomponenten, die am meisten im Steuerungssystem geladen sind, werden dupliziert. Signalleitungen und mechanische Steuerungen (Fachkontakte, Startschlüssel) werden ebenfalls dupliziert. Das logische Schema ist unserer Meinung nach viel zuverlässiger und erfordert keine Doppelarbeit oder andere spezielle Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Die Zuverlässigkeit der nicht duplizierten Elemente von Satellitensystemen wird durch ihr Testprogramm sichergestellt - zuerst systemweite Tests, dann komplexe elektrische Tests auf dem Tisch, dann komplexe elektrische Tests im Vakuum und dann vibrodynamische Tests mit Funktionstests vor und nach dem Anlegen mechanischer Belastungen.

Nach der Geschichte mit Phobos-Grunt haben Sie unwillkürlich Angst vor stark geladenen Teilchen. Was ist, wenn es Ihr nicht dupliziertes Managementsystem trifft?
Wir haben Softwareschutz gegen TZCh bereitgestellt. Wenn Sie an Flash arbeiten, wird die aktuelle Zeit aufgezeichnet. Beim Neustart erfolgt der Übergang zum letzten aufgezeichneten Schritt. Somit kann ein Fehler bei der Ausführung des Zyklogramms von weniger als 0,1 s eingeführt werden, der für unsere Zwecke nicht wesentlich ist. Wir haben keine Motoren und Orientierungssysteme wie bei Phobos-Grunt.

Geld

2014 haben Sie durch Crowdfunding erfolgreich 407.000 Rubel gesammelt. Was haben sie gemacht?
Kurz gesagt, mehr als einhunderttausend gingen in stratosphärische Tests. Fünfzigtausend, um Heizungen herzustellen. Der Rest sind Geschenke an Sponsoren und der Kauf der notwendigen Werkzeuge und Materialien. Der vollständige Bericht ist hier verfügbar .

Und jetzt soll man eineinhalb Millionen gesammelt haben. Wofür wird dieses Geld verwendet?
Gegenwärtige Gebühren sind die Sammlung von Geldern für die Herstellung von Satellitenflugproben. Wir möchten zwei davon herstellen, um die Tests und tatsächlich den Orbitalstart zu bezahlen. Jede Kleinigkeit wie Preise ist auch im Budget enthalten.
In großem Umfang sind folgende Ausgaben geplant:

Produktion von zwei Flugkopien des Mayak-Raumfahrzeugs 1,5 Millionen Rubel,
Durchführung vibrodynamischer Tests, 1,5 Millionen Rubel,
Thermische Vakuumtests, 2,5 Millionen Rubel,
Orbitalstart von 2,8 Millionen Rubel,
Nichttechnische Ausgaben (Preise an Sponsoren usw.) 0,7 Millionen Rubel.

Wenn Sie sparen können, geben wir Geld für zusätzlichen Eisenabbau aus.

Fazit

Persönlich bin ich verwirrt über die Tatsache, dass die ISS seit mehr als 15 Jahren fliegt, regelmäßig beobachtet werden kann und nach meiner eigenen Erfahrung ihre Beobachtungen beeindruckend sind. Wie wird der Mayak besser?

Erstens wird der Leuchtturm heller.
Zweitens wird der „Leuchtturm“ auf der ganzen Erde vom Nord- bis zum Südpol sichtbar sein.
Drittens wird der „Mayak“ von Enthusiasten hergestellt, gewöhnlichen Menschen, die Weltraumforschung betreiben wollen. Dies ist das wichtigste Ergebnis für mich und das Projektteam. So können wir die Haltung der Gesellschaft zur Erforschung des Weltraums ändern. Wir können zeigen, dass Astronautik interessant, schön und aufregend ist. Um dies zu tun, müssen Sie keine Milliarden haben oder in einem großen Unternehmen arbeiten. Gesucht, versammelte Freunde, startete den Satelliten in die Umlaufbahn. Der erste sowjetische Satellit tat ungefähr das Gleiche für die Menschheit. Da er jedoch nicht mit wissenschaftlicher Ausrüstung ausgestattet war, konnte er viele zum Studium des Weltraums inspirieren und zwang viele Länder, sich mit der Erforschung des Weltraums zu befassen. Wir freuen uns auf einen ähnlichen Effekt nicht in Bezug auf Länder, sondern auf Enthusiasten.

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Dies sind sehr reale wissenschaftliche Aufgaben. Darüber hinaus kann das aerodynamische Bremssystem meiner Meinung nach auch ein kommerzielles Potenzial haben, da jetzt ein Steuerungssystem und ein Antriebssystem an Bord sein müssen, um einen Satelliten aus der Umlaufbahn zu bringen, was teuer und kompliziert ist. Mit einem ähnlichen Design wie der Mayak-Solarreflektor können Satelliten viel einfacher und billiger aus der Umlaufbahn gebracht werden. Darüber hinaus sind mir bereits ähnliche Angebote eingegangen. Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, Satelliten aus der Umlaufbahn zu reduzieren, insbesondere kleine, verringert das Risiko der Bildung neuer Weltraummüll erheblich.
Für Wissenschaftler, die die obere Atmosphäre untersuchen, ist der Mayak aufgrund seiner empfindlichen Reaktion auf die Luftdichte nützlich. An Orten, an denen die Dichte höher ist, verlangsamt sich der Satellit schneller und seine Umlaufbahn nimmt stärker ab und umgekehrt. Wenn Sie seinen Flug beobachten, können Sie die obere Atmosphäre erkunden. Und schließlich kann der „Leuchtturm“ als Referenzobjekt für Modelle zur Berechnung der scheinbaren Größe dienen.

Lassen Sie uns abschließend träumen. Nehmen wir an, der Mayak wurde gestartet und hat erfolgreich funktioniert. Was erwarten Sie von dem Projekt?

Ich würde mich freuen zu verstehen, dass dank des Mayak-Projekts Teams von Menschen in Russland und auf der Welt erschienen, die sich im weitesten Sinne mit Astronautik beschäftigten: Sie studierten Astronautik, einschließlich mir, um Weltraum- und Raketen-Startups zu schaffen, um herum zu schießen Platzieren Sie gute Filme und schreiben Sie Bücher über ihn und dergleichen. Damit die Welt eine Bitte um Weltraumforschung hat. Wenn dies dank meiner Bemühungen geschieht, werde ich sehr glücklich sein.

Mayak-Team bei Geektimes:
Alexander Shaenko - 4110

Vom Menschen geschaffener Stern wird in den Weltraum rufen