Año del proyecto de microsatélites lunares

El proyecto de microsatélites lunares cumplió un año, por lo que es hora de decir cómo nos está yendo e informar sobre el trabajo realizado. Admito de inmediato: no encajamos en el cronograma, pero ya se ha hecho mucho: preparamos los términos de referencia, decidimos el esquema de lanzamiento y la órbita, realizamos tres iteraciones del diseño de la plataforma satelital, pero primero lo primero.

El 1 de octubre de 2015, la recaudación de fondos para el Proyecto de microsatélite lunar comenzó en el sitio de crowdfunding Boomstarter . El propósito de la colección: buscar fondos para la preparación de un proyecto avanzado de una pequeña nave espacial capaz de ingresar a una órbita lunar baja para fotografías de alta resolución de los sitios de aterrizaje de Apollo y Lunokhod. La recaudación de fondos se completó el 5 de noviembre, duplicando la cantidad planificada: 1,75 millones de rublos, en lugar de los 800 mil rublos solicitados.



Es imposible construir incluso un satélite cercano a la Tierra con este dinero, esta colección formó la base para la primera etapa del desarrollo de la nave espacial: descripción del proyecto. En la industria espacial, la descripción de lo propuesto y propuesto para el desarrollo de la nave espacial se llama "proyecto avanzado". Es a ellos a quienes ahora estamos ocupados. El proyecto preliminar contiene los resultados de cálculos preliminares de las características orbitales, las capacidades del sistema de propulsión y el radicomplex a bordo, el diseño y las capacidades ópticas de la cámara, las propiedades del sistema de orientación, el sistema de suministro de energía y otros subsistemas de servicio del dispositivo, lo que permitirá realizar las tareas.

En el futuro, se requerirán nuevas etapas, cada una mucho más difícil que la anterior: un diseño preliminar, preparación de documentación de diseño, preparación de un diseño de ingeniería, desarrollo de algoritmos de trabajo, software de escritura ... Y hay muchas, muchas más cosas sin las cuales es imposible lanzar una nave espacial interplanetaria tan complicada.



Un grupo de ingenieros de iniciativa con experiencia en la industria espacial y de cohetes o en industrias relacionadas se comprometió a lograr este objetivo. Durante la recaudación de fondos, varios especialistas más ingresaron al equipo. Varios científicos expresaron su interés en el proyecto, ya que tienen perspectivas científicas en el estudio de la luna. Docenas de entusiastas de la astronáutica de todo el mundo respondieron al proyecto.

Pero expresar apoyo o incluso participar en la discusión es una cosa, y dedicar tiempo al desarrollo, y pasar al menos varias horas a la semana en cálculos, compilar tablas, diagramas y preparar una descripción es otra. El dinero recaudado en Boomstarter se ha reservado para algunos componentes y para realizar un examen profesional del proyecto. Por lo tanto, todo el trabajo que ya se ha realizado y que aún se requiere para la preparación del proyecto se realiza de forma gratuita, de forma voluntaria. Y tal trabajo en cualquier horario tiene muchos competidores, y solo un verdadero entusiasta es capaz de hacerlo. A menudo, las circunstancias de la vida son más fuertes que cualquier entusiasmo, durante el primer año de trabajo, uno de los participantes del proyecto tiene un nuevo trabajo prometedor que distrae casi todo el tiempo;una nave espacial preparada ha volado de alguien y ahora está ocupada trabajando con ella todo el tiempo; alguien tuvo un hijo ... Todos estos, por supuesto, son cambios positivos en la vida, de los que solo debería alegrarse, pero cada uno de ellos retrasa la implementación de nuestro proyecto y pospone el comienzo futuro, lo cual esperamos.

Surgieron dificultades inevitables en la compatibilidad psicológica de los participantes del proyecto. Entonces, tuve que rechazar la ayuda de un técnico de radio, que asumió la obligación de preparar un complejo de radio a bordo. A pesar de una profesionalidad bastante alta, no pudo encontrar un lenguaje común con el resto del equipo. Después de su partida, el trabajo en el canal de radio tuvo que comenzar desde cero. Ahora estamos hablando con la compañía SAIT de Zeitograd, que está lista para asumir el desarrollo de un complejo de radio a bordo para el microsatélite lunar. Para ellos, esto ya no es un pasatiempo, sino un trabajo que tendremos que pagar, u ofrecer otras condiciones mutuamente beneficiosas para la cooperación, pero su alto profesionalismo y experiencia lo valen.

Ahora más sobre lo que se ha hecho. Ahora tenemos un proyecto avanzado de aproximadamente 70% de preparación.

HechoTérminos de referencia para el diseño avanzado .
Ahora puede familiarizarse con lo que debemos preparar en el futuro cercano. Espero que sea posible terminar el trabajo antes del Año Nuevo.

Hemos elegido dos posibles esquemas de lanzamiento de naves espaciales para los que se están trabajando dos diseños. El primer esquema de lanzamiento es un lanzamiento a lo largo de la órbita geoestacionaria. Esta es la órbita de los satélites meteorológicos y de telecomunicaciones a una altitud de aproximadamente 36 mil km en el plano del ecuador de la Tierra. Por ejemplo, el satélite Electro-L2 está operando allí.



Hay alrededor de una docena de lanzamientos comerciales en órbita geoestacionaria por año, desde Baikonur, Kuru y Canaveral. Este año, agregó Weichang. El lanzamiento de un par o más de satélites ya ha sido resuelto por varias agencias y compañías espaciales, aunque el precio de cada dispositivo lanzado puede alcanzar decenas de millones de dólares. Tanto que no tenemos y no se espera, por lo que solo podemos esperar un lanzamiento pasajero como parte de cualquier programa de asociación o apoyo estatal.

La segunda versión del lanzamiento es el lanzamiento a la órbita de transición lunar. De hecho, comenzaron hacia la luna, y luego se ocupan de ella, como saben. Tal lanzamiento solo es posible en un cohete que trae algo a la luna. Nuestro satélite podría ocupar un lugar en la etapa superior por separado de la carga útil principal. Los lanzamientos lunares son mucho menos comunes que los geoestacionarios. Si tomamos en cuenta los planes de diferentes países, habrá alrededor de una docena de cohetes lunares en los próximos diez años. El siguiente es el lanzamiento del cohete NASA SLS en 2018, donde además de la nave Orion, volarán alrededor de una docena .estudiantes y cubos privados de EE. UU. Se esperan tres o cuatro lanzamientos más de Roskosmos, al menos uno en India, varios: China, Corea del Sur y Japón tienen proyectos. El concurso Google Lunar XPRIZE contempla un par de lanzamientos de dispositivos. En general, un pequeño satélite tiene alguna posibilidad de lanzarse en el lanzamiento a la luna, por lo que esta posibilidad también se establece en el desarrollo.

Dos esquemas de eliminación requieren un suministro de combustible significativamente diferente. Para resolver este problema, se consideraron varias opciones: el desarrollo de un bloque de refuerzo separado, la creación de dos tipos de naves espaciales, pero esto es inaceptable debido al presupuesto limitado y los recursos humanos. La opción de compromiso se ha convertido en tal: una plataforma satelital única y un sistema de propulsión, que difiere solo en el volumen de los tanques de combustible. Tal disposición es innecesariamente engorrosa para la opción "fácil", pero es una tarifa por su versatilidad.

La información sobre este acuerdo se publicó en mayo de 2016 . El dispositivo, volando desde la órbita geoestacionaria, resultó pesar 160 kg. Esto es una vez y media más de lo que se llama un microsatélite, pero la fórmula de Tsiolkovsky no analiza la terminología.

Después de que el equipo SAIT se incluye en el trabajo, tenemos que revisar el diseño hacia abajo. Su complejo de radio a bordo resulta ser más liviano de lo que consideramos al principio, consume menos energía, calienta menos, lo que significa que podemos reducir el área de paneles solares, radiadores y facilitar el sistema de orientación. El trabajo en esta dirección todavía está en marcha, lo cual es una justificación de que el proyecto preliminar aún no está listo. Es poco probable que sea posible facilitar una versión migratoria por debajo de 100 kg, pero se espera que la pérdida de peso sea significativa.

El diseño del sistema de propulsión aún no se ha determinado. Solo sabemos que el sistema de propulsión de marcha será un UDMH / AT de dos componentes. Este es un combustible tóxico, y no tenemos permiso para trabajar con él, pero no planeamos hacerlo. Hay empresas en el país con la aprobación y experiencia en el desarrollo de sistemas de propulsión similares. Por ejemplo, en el sitio web de la planta FSUE NIIIMash en Nizhny Salda, se encontró un sistema que era muy similar a lo que necesitábamos: el sistema de propulsión del módulo de retorno Phobos-Grunt, aunque es dos veces más potente y pesado.



Se supone que la órbita de trabajo es casi circular, con una inclinación de 84-85 grados, es decir. Cerca de polar. Esto significa que podemos disparar a los polos solo en un ángulo de hasta 15,5 grados, lo que no es muy conveniente para el trabajo posterior con imágenes, pero es aceptable. Una órbita polar sería más conveniente, pero la inclinación seleccionada le permite mantener la altitud más estable, evitando la influencia significativa de las máscaras de la Luna. Más precisamente, lo serán, pero se compensarán mutuamente la influencia del otro. Esto le permitirá permanecer en la órbita elegida durante mucho tiempo, sin gastar mucho combustible en la corrección.



Se supone que la altitud media de la órbita es de 50 km. Esto es casi lo mismo que el LRO estadounidense, pero debido a un telescopio más potente, la resolución de las imágenes debería ser mayor. Además, la altitud real del satélite cambiará constantemente dentro de ciertos límites, llegando a veces a 20-25 km. Estamos trabajando para garantizar que en esos momentos nos encontremos con los objetivos que necesitamos. Además, en una de las opciones para el esquema óptico se proporciona el trabajo en la parte azul-verde del espectro. Esto le permite aumentar significativamente la resolución (en aproximadamente un 17%) sin aumentar las dimensiones del telescopio a costa de una disminución de la sensibilidad: una longitud de onda más corta empuja el límite de difracción y le permite ver detalles más pequeños en la superficie con el mismo diámetro del telescopio (por supuesto, siempre que la calidad óptica del telescopio sea de difracción) limitado).



El telescopio se ha mantenido sin cambios desde mayo: las opciones preparadas satisfacen los requisitos, solo debe elegir una de las opciones para cuando se forme la forma final del satélite.

Los cálculos muestran la posibilidad de obtener una resolución de 25 cm en la superficie desde una órbita de 100 km (y significativamente más alta desde órbitas más bajas), que es dos veces mejor que la calidad promedio de LRO. Aunque en el modo de reducción máxima, el LRO alcanzó una resolución de 30-35 cm.



Nuestra órbita también permitirá reducciones, lo que permitirá mejorar la calidad de la imagen y distinguir los detalles a 10 o menos centímetros en la superficie. Es decir, con el desarrollo óptimo del programa, será posible ver pistas individuales y objetos de contraste más pequeños.

La distribución de recompensas a los patrocinadores del proyecto en Boomstarter continúa. Tuve reuniones personales con algunos de los patrocinadores durante mis giras de conferencias en todo el país, pero la mayoría de las recompensas aún no se han enviado, y esto también lleva tiempo. Antes del Año Nuevo, también intentaremos enviar la mayoría de las insignias y libros.

Source: https://habr.com/ru/post/es399861/