Jahr des Mond-Mikrosatelliten-Projekts

Das Mond-Mikrosatelliten-Projekt wurde ein Jahr alt, daher ist es Zeit zu erzählen, wie es uns geht, und über die geleistete Arbeit zu berichten. Ich gebe sofort zu: Wir passen nicht in den Zeitplan, aber es wurde bereits viel getan: Wir haben das Mandat vorbereitet, über das Startschema und die Umlaufbahn entschieden, drei Iterationen des Satellitenplattform-Layouts durchgeführt, aber das Wichtigste zuerst.

Am 1. Oktober 2015 begann die Spendenaktion für das Lunar Microsatellite Project auf der Crowdfunding-Website von Boomstarter . Der Zweck der Sammlung: Suche nach Geldern für die Vorbereitung eines Vorabprojekts eines kleinen Raumfahrzeugs, das in eine niedrige Mondumlaufbahn eintreten kann, um hochauflösende Fotos der Landeplätze von Apollo und Lunokhod zu machen. Die Spendenaktion wurde am 5. November abgeschlossen und verdoppelte den geplanten Betrag: 1,75 Millionen Rubel anstelle der angeforderten 800.000 Rubel.



Es ist unmöglich, mit diesem Geld auch nur einen erdnahen Satelliten zu bauen. Diese Sammlung bildete die Grundlage für die erste Phase der Entwicklung des Raumfahrzeugs - Projektbeschreibung. In der Raumfahrtindustrie wird die Beschreibung des vorgeschlagenen und für die Entwicklung des Raumfahrzeugs vorgeschlagenen Projekts als "Vorausprojekt" bezeichnet. Für sie sind wir jetzt beschäftigt. Das vorläufige Projekt enthält die Ergebnisse vorläufiger Berechnungen der Umlaufbahnmerkmale, der Fähigkeiten des Antriebssystems und des Radikomplexes an Bord, des Designs und der optischen Fähigkeiten der Kamera, der Eigenschaften des Orientierungssystems, des Stromversorgungssystems und anderer Service-Subsysteme des Geräts, mit denen die Aufgaben realisiert werden können.

In Zukunft werden neue Phasen erforderlich sein, von denen jede viel schwieriger ist als die vorherige: ein vorläufiger Entwurf, die Erstellung der Konstruktionsdokumentation, die Erstellung eines technischen Layouts, die Entwicklung von Arbeitsalgorithmen, das Schreiben von Software ... Und es gibt viele, viele weitere Dinge, ohne die es unmöglich ist, ein derart kompliziertes interplanetares Raumschiff zu starten.



Eine Initiativgruppe von Ingenieuren mit Erfahrung in der Raketen- und Raumfahrtindustrie oder in verwandten Branchen hat sich verpflichtet, dieses Ziel zu erreichen. Während des Sammelns von Geldern traten mehrere weitere Spezialisten in das Team ein. Mehrere Wissenschaftler bekundeten ihr Interesse an dem Projekt, da sie wissenschaftliche Perspektiven für die Untersuchung des Mondes hatten. Dutzende Astronautiker aus der ganzen Welt reagierten auf das Projekt.

Aber Unterstützung auszudrücken oder sogar an der Diskussion teilzunehmen, ist eine Sache, und Zeit für die Entwicklung aufzuwenden und mindestens ein paar Stunden pro Woche für Berechnungen, das Zusammenstellen von Tabellen, Diagrammen und das Erstellen einer Beschreibung aufzuwenden, ist eine andere. Das bei Boomstarter gesammelte Geld wurde für einige Komponenten und für die Durchführung einer professionellen Prüfung des Projekts bereitgestellt. Daher werden alle Arbeiten, die bereits durchgeführt wurden und noch für die Vorbereitung des Projekts erforderlich sind, auf freiwilliger Basis kostenlos durchgeführt. Und solch ein Job in jedem Zeitplan hat viele Konkurrenten, und nur ein echter Enthusiast ist dazu in der Lage. Oft sind die Lebensumstände stärker als jede Begeisterung. Für das erste Arbeitsjahr hat einer der Projektteilnehmer eine neue vielversprechende Arbeit, die fast immer ablenkt.Ein fertiges Raumschiff ist von jemandem geflogen und jetzt ist es damit beschäftigt, die ganze Zeit damit zu arbeiten. Jemand hatte einen Sohn ... All dies sind natürlich positive Veränderungen im Leben, über die Sie sich nur freuen sollten, aber jede verzögert die Umsetzung unseres Projekts und verschiebt den zukünftigen Start, auf den wir hoffen.

Es traten unvermeidliche Schwierigkeiten bei der psychologischen Verträglichkeit der Projektteilnehmer auf. Also musste ich die Hilfe eines Funktechnikers ablehnen, der die Verpflichtung übernahm, einen Bordfunkkomplex vorzubereiten. Trotz einer ziemlich hohen Professionalität konnte er mit dem Rest des Teams keine gemeinsame Sprache finden. Nach seiner Abreise musste die Arbeit am Radiosender von vorne beginnen. Jetzt sprechen wir mit der Zeitograder Firma SAIT, die bereit ist, die Entwicklung eines Bordfunkkomplexes für den Mondmikrosatelliten zu übernehmen. Für sie ist dies kein Hobby mehr, sondern ein Job, für den wir bezahlen oder andere für beide Seiten vorteilhafte Bedingungen für die Zusammenarbeit anbieten müssen, aber ihre hohe Professionalität und Erfahrung sind es wert.

Nun mehr darüber, was getan wurde. Jetzt haben wir ein Vorabprojekt von ca. 70% Bereitschaft.

FertigLeistungsbeschreibung für die Vorabgestaltung .
Jetzt können Sie sich mit dem vertraut machen, was wir in naher Zukunft vorbereiten sollten. Ich hoffe, dass es möglich sein wird, die Arbeit vor dem neuen Jahr zu beenden.

Wir haben zwei mögliche Startschemata für Raumfahrzeuge ausgewählt, für die zwei Layouts ausgearbeitet werden. Das erste Startschema ist ein Start entlang der geostationären Umlaufbahn. Dies ist die Umlaufbahn von meteorologischen und Telekommunikationssatelliten in einer Höhe von etwa 36.000 km in der Ebene des Erdäquators. Dort ist beispielsweise der Satellit Electro-L2 in Betrieb.



Es gibt ungefähr ein Dutzend kommerzielle Starts von Baikonur, Kuru und Canaveral in die geostationäre Umlaufbahn pro Jahr. In diesem Jahr fügte Weichang hinzu. Der Start von ein paar oder mehr Satelliten wurde bereits von mehreren Weltraumagenturen und -unternehmen ausgearbeitet, obwohl der Preis für jedes gestartete Gerät mehrere zehn Millionen Dollar erreichen kann. So viel haben wir nicht und werden nicht erwartet, daher können wir nur auf einen vorübergehenden Start im Rahmen von Partnerschaftsprogrammen oder staatlicher Unterstützung hoffen.

Die zweite Version des Starts ist der Start in die Mondübergangsbahn. Tatsächlich haben sie sich dem Mond zugewandt und sich dann, wie Sie wissen, damit befasst. Ein solcher Start ist nur mit einer Rakete möglich, die etwas zum Mond bringt. Unser Satellit könnte getrennt von der Hauptnutzlast auf der oberen Stufe platziert werden. Mondstarts sind viel seltener als geostationäre. Wenn wir die Pläne verschiedener Länder berücksichtigen, wird es in den nächsten zehn Jahren etwa ein Dutzend Mondraketen geben. Der nächste ist der Start der NASA SLS-Rakete im Jahr 2018, bei der neben dem Orion-Schiff etwa ein Dutzend fliegen wirdStudenten- und private US-Würfel. Drei oder vier weitere Starts von Roskosmos werden erwartet, mindestens ein Indien, mehrere - China, Südkorea und Japan haben Projekte. Der Google Lunar XPRIZE-Wettbewerb sieht einige Gerätestarts vor. Im Allgemeinen hat ein kleiner Satellit eine gewisse Chance, beim Start zum Mond zu starten, daher ist diese Möglichkeit auch in der Entwicklung enthalten.

Zwei Eliminierungsschemata erfordern eine signifikant unterschiedliche Kraftstoffversorgung. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Optionen in Betracht gezogen: die Entwicklung eines separaten Booster-Blocks, die Schaffung von zwei Arten von Raumfahrzeugen. Dies ist jedoch aufgrund des begrenzten Budgets und der begrenzten Humanressourcen nicht akzeptabel. Die Kompromissoption ist zu einer solchen geworden: eine einzige Satellitenplattform und ein Antriebssystem, die sich nur im Volumen der Kraftstofftanks unterscheiden. Eine solche Anordnung ist für die „einfache“ Option unnötig umständlich, aber eine Gebühr für die Vielseitigkeit.

Informationen zu dieser Vereinbarung wurden im Mai 2016 veröffentlicht . Das Gerät, das aus der geostationären Umlaufbahn flog, wog 160 kg. Dies ist eineinhalb Mal mehr als ein sogenannter Mikrosatellit, aber die Tsiolkovsky-Formel berücksichtigt keine Terminologie.

Nachdem das SAIT-Team in die Arbeit einbezogen wurde, müssen wir das Layout nach unten korrigieren. Ihr On-Board-Funkkomplex ist leichter als das, was wir zu Beginn in Betracht gezogen haben. Er verbraucht weniger Energie, erwärmt sich weniger, was bedeutet, dass wir die Fläche von Sonnenkollektoren und Heizkörpern reduzieren und das Orientierungssystem vereinfachen können. Die Arbeiten in diese Richtung sind noch im Gange, was eine Rechtfertigung dafür ist, dass das vorläufige Projekt noch nicht fertig ist. Es ist unwahrscheinlich, dass es möglich sein wird, eine Migrationsversion unter 100 kg zu ermöglichen, aber es wird erwartet, dass der Gewichtsverlust signifikant ist.

Das Design des Antriebssystems wurde noch nicht festgelegt. Wir wissen nur, dass das Marschantriebssystem ein Zweikomponenten-UDMH / AT sein wird. Dies ist ein giftiger Kraftstoff, und wir haben keine Erlaubnis, damit zu arbeiten, aber wir planen nicht, dies zu tun. Es gibt Unternehmen im Land mit der Genehmigung und Erfahrung in der Entwicklung ähnlicher Antriebssysteme. Auf der Website des FSUE NIIIMash-Werks in Nischni Salda wurde beispielsweise ein System gefunden, das dem, was wir brauchten , sehr ähnlich war - das Antriebssystem des Phobos-Grunt-Rückgabemoduls - obwohl es doppelt so leistungsstark und schwerer ist.



Es wird angenommen, dass die Arbeitsbahn nahezu kreisförmig ist, mit einer Neigung von 84 bis 85 Grad, d.h. in der Nähe von Polar. Dies bedeutet, dass wir die Stangen nur in einem Winkel von bis zu 15,5 Grad aufnehmen können, was für die spätere Arbeit mit Bildern nicht sehr praktisch, aber akzeptabel ist. Eine polare Umlaufbahn wäre bequemer, aber die ausgewählte Neigung ermöglicht es Ihnen, die Höhe stabiler zu halten und den signifikanten Einfluss der Mondmasken zu vermeiden. Genauer gesagt werden sie es sein, aber sie werden sich gegenseitig gegenseitig beeinflussen. Auf diese Weise können Sie lange in der von Ihnen gewählten Umlaufbahn bleiben, ohne viel Kraftstoff für die Korrektur aufzuwenden.



Die durchschnittliche Höhe der Umlaufbahn wird mit 50 km angenommen. Dies entspricht in etwa der amerikanischen LRO, aber aufgrund eines leistungsstärkeren Teleskops sollte die Auflösung der Bilder höher sein. Darüber hinaus ändert sich die tatsächliche Satellitenhöhe innerhalb bestimmter Grenzen ständig und erreicht manchmal 20 bis 25 km. Wir arbeiten daran, dass wir uns in solchen Zeiten an den Zielen befinden, die wir brauchen. Außerdem sorgt eine der Optionen für das optische Schema für die Arbeit im blaugrünen Teil des Spektrums. Auf diese Weise können Sie die Auflösung erheblich erhöhen (um etwa 17%), ohne die Abmessungen des Teleskops zu vergrößern, was zu einer gewissen Verringerung der Empfindlichkeit führt: Eine kürzere Wellenlänge überschreitet die Beugungsgrenze und ermöglicht es Ihnen, kleinere Details auf der Oberfläche bei gleichem Teleskopdurchmesser zu sehen (vorausgesetzt, die optische Qualität des Teleskops ist Beugung begrenzt).



Das Teleskop ist seit Mai unverändert geblieben - die vorbereiteten Optionen erfüllen die Anforderungen, Sie müssen nur eine der Optionen auswählen, bis die endgültige Form des Satelliten gebildet ist.

Berechnungen zeigen die Möglichkeit, eine Auflösung von 25 cm auf der Oberfläche aus einer Umlaufbahn von 100 km (und deutlich höher aus niedrigeren Umlaufbahnen) zu erhalten, was doppelt so gut ist wie die durchschnittliche Qualität von LRO. Obwohl der LRO im maximalen Verkleinerungsmodus eine Auflösung von 30-35 cm erreicht hat, ermöglicht



unsere Umlaufbahn auch Verkleinerungen, die es ermöglichen, die Bildqualität zu verbessern und Details auf 10 oder weniger Zentimetern auf der Oberfläche zu unterscheiden. Das heißt, mit der optimalen Entwicklung des Programms können einzelne Spuren und kleinere kontrastierende Objekte angezeigt werden.

Die Verteilung der Belohnungen an Projektsponsoren auf Boomstarter wird fortgesetzt. Ich hatte persönliche Treffen mit einigen der Sponsoren während meiner Vortragsreisen durch das Land, aber die meisten Belohnungen wurden noch nicht verschickt, und dies braucht auch Zeit. Vor dem neuen Jahr werden wir auch versuchen, die meisten Abzeichen und Bücher zu versenden.

Source: https://habr.com/ru/post/de399861/