🏝️ ➕ 👨🏻‍🍳 Une étoile artificielle fera appel à l'espace 🌤️ 👁‍🗨 🏴

Depuis plus d'un an, une équipe de passionnés fabrique un microsatellite, qui n'aura qu'un seul, mais un objectif inhabituel - vulgariser l'exploration spatiale et un appel à toute l'humanité pour lever la tête et regarder dans le ciel. Le satellite peut pénétrer dans l'espace cet été et devenir l'étoile la plus brillante pendant plusieurs semaines. J'ai interviewé le fondateur du projet, le responsable du programme éducatif "Modern Cosmonautics" à l'Université de Génie Mécanique et le vulgarisateur de l'astronautique Alexander Shaenko.

Personnes et idées

Alexander Shaenko travaille dans l'industrie spatiale depuis plus de 10 ans. Il a participé à la création des lanceurs Angara et KSLV-1, le satellite DX1 de la société privée russe Dauria Aerospace, et a participé à la création du mini-rover Selenohod. Ces dernières années, au cours de l'été, il a dirigé un programme panrusse de cours de sciences populaires sur l'astronautique (le projet «Space from Sea to Sea»), a créé un cours «Fundamentals of Cosmonautics» pour ceux qui ont terminé des spécialités non spatiales dans les universités, organisé une Summer Space School, et créé et dirige un baccalauréat. le programme "Modern Cosmonautics" à l'Université de génie mécanique.

Alexander, le travail sur le satellite a déjà bien avancé, mais je me demande encore d'où vient cette idée? Pourquoi exactement une étoile?
L'idée du phare est née de deux côtés. Tout d'abord, mon expérience dans notre industrie des fusées et de l'espace m'a amené à penser que les réalisations spatiales sont restées dans le passé non pas parce que nous avons peu d'argent, pas parce que les gens sont stupides et pas parce que notre technologie est faible . Le fait est que même les travailleurs de l'industrie eux-mêmes, pour la plupart, ne savent pas pourquoi l'astronautique est nécessaire. Pourquoi ont-ils eux-mêmes besoin de vols habités, pourquoi construisent-ils de nouveaux lanceurs, pour quelles stations interplanétaires. Et pour cette raison, nos plans d'espace sont en constante évolution ou reportés, et les projets des dernières décennies. En y réfléchissant, j'ai commencé à réfléchir à ce que je pouvais faire personnellement pour changer cela. Je pensais que si vous montrez aux gens ce que l'astronautique peut leur donner personnellement, et cela leur sera précieux,cela changera à la fois l'attitude de la société à l'égard de l'exploration spatiale et l'attitude de l'industrie des fusées et de l'espace à l'égard de son travail.
Pour ce faire, j'ai commencé à donner des conférences scientifiques populaires dans lesquelles j'ai commencé à parler du fait que l'exploration spatiale est intéressante, inhabituelle, belle et fascinante. Et après l'une des conférences, la deuxième raison est arrivée.
Deuxièmement, fin décembre 2013, après une conférence, Alexei Statsenko est venu vers moi (alias MagisterLudi) et a demandé comment lancer un satellite dans l'espace. Je lui ai expliqué comment cela peut se faire et j'ai donné l'adresse du site Internet de Kosmotras. Il a ensuite demandé s'il était possible de lancer une brique dans l'espace. J'ai répondu que c'était possible, mais personne ne le verrait. Il est beaucoup plus intéressant de lancer dans l'espace ce qui sera vu. Dans mon esprit, je pensais que ce serait relativement simple. Et puis j'ai réalisé que si je réussis à réunir des passionnés, à fabriquer un satellite qui peut être vu en orbite à l'œil nu, cela peut devenir un bon exemple pour les gens que l'exploration spatiale est devenue disponible. Que pour lancer de vrais satellites dans l'espace, il n'est pas nécessaire de travailler dans une entreprise géante, ni d'être milliardaire. Et comme on dit, récapitulez ...
Sous une forme symbolique, ces raisons sont illustrées dans notre dessin animé:

Vous avez déjà toute une équipe de passionnés partageant les mêmes idées. Que pouvez-vous en dire?
En plus de moi et du «chef du service de déchargement psychologique» du bâtard Quasar, il y a dix autres personnes dans l'équipe. Il y a des gens qui travaillent dans l'industrie spatiale, des informaticiens, des spécialistes des relations publiques, des étudiants, tout le monde fait ce qu'il sait et aime. Plus en détail, ce qu'ils voulaient dire d'eux-mêmes peut être vu ici .

La construction

Si je comprends bien, un satellite devrait être assez simple de manière constructive. À quoi ressemblera-t-il?
Le phare est fabriqué dans le format Cubesat populaire. Ce sont des satellites aux dimensions limitées et discrètement définies. Un satellite «discret», une unité, a des dimensions de 100 mm par 100 mm par 100 mm et un poids allant jusqu'à 1,33 kg. Le format a été inventé pour que les petits satellites soient unifiés par la méthode de lancement. De nombreux conteneurs de lancement ont été inventés pour les cubsats, dans lesquels ils sont mis en orbite sur différentes fusées, et d'où ils sortent ensuite dans l'espace. Relativement parlant, n'importe quel cubsat peut être exécuté dans n'importe quel conteneur. Cela a considérablement réduit le coût et accéléré les lancements.
«Phare» est un cubsat pour trois unités avec des dimensions de 100 mm par 100 mm par 340,5 mm. La masse de l'appareil est de 4 kg.

Structurellement, il se compose des systèmes suivants:

Réflecteur solaire extensible,
Système de gestion
Système d'alimentation
Moteur à réaction
Corps.

Il n'y a pas d'émetteur radio à bord, ce qui simplifie et réduit considérablement le processus de coordination du lancement.

Modèle 3D non assemblé du satellite

S'il n'y a pas d'émetteur et de récepteur, il se trouve que le satellite fonctionnera selon le programme qui y est défini? Pouvez-vous nous parler du cyclogramme du satellite?
Le diagramme de cycle de l'appareil à partir du moment de la séparation du lanceur (CO, contact du compartiment) jusqu'à ce que le système de commande s'éteigne est le suivant:

CO + 0 seconde Allumez le système de contrôle.
KO + 30 secondes. Le début de la divulgation du réflecteur solaire.
KO + 150 secondes. Fin de l'ouverture du réflecteur solaire.
KO + 151 secondes. Démarrage d'un moteur à réaction.
KO + 1951 seconde. Arrêt du moteur. Système de contrôle d'arrêt.

Au cours de ce processus, Lighthouse ouvrira le tétraèdre à partir d'un film polymère étiré sur le cadre et sera tordu sur tous les axes avec une vitesse angulaire totale d'au moins 1 r / s.

Deux minutes pour ouvrir le réflecteur ... Est-il si gros?
Oui, notre réflecteur est un tétraèdre régulier avec un côté de 3 mètres. La superficie d'un côté, comme vous pouvez facilement le calculer, sera de 3,8 m ² et la superficie totale dépassera quinze mètres carrés. Selon nos calculs, le Mayak aura une magnitude de -10, ce qui est plus brillant que n'importe quelle étoile. En décroissant, le satellite brillera encore plus, et avant d'entrer dans l'atmosphère, il brillera avec une magnitude de -13, comme une pleine lune!

Et comment avez-vous réussi à mettre ~~cette grosse femme au foyer ici~~ce gros tétraèdre dans une si petite boîte? Il faudra rajouter nettement plus de quatre fois ... Le
film métallisé dont est fait le réflecteur n'a que 5 micromètres d'épaisseur, 20 fois plus fin qu'un cheveu humain. Et nous l'ouvrons selon le principe de la roulette - trois profils élastiquement déformables (comptage, lames de roulette) sont enroulés sur des tambours et déroulés par un motoréducteur. En fait, nous avons utilisé la roulette dans les tests:

Test du système de déploiement, octobre 2015. Deux bandes se déplacent le long du sol comme si elles étaient de gravité nulle (la gravité est perpendiculaire), la troisième bande ne peut pas être déchargée dans ces conditions et ne fait rien

.
Le satellite tourne dans tous les axes de sorte qu'un point de lumière réfléchie parcourt le plus souvent possible toute la partie visible de la planète depuis le vaisseau spatial, ce qui permettra au phare d'être vu par le plus grand nombre de personnes possible. Le dispositif sera torsadé sur tous les axes avec une vitesse angulaire totale d'au moins 1 tour par seconde.

Si vous regardez le cyclogramme, le satellite tournera pendant une demi-heure. Utilisez-vous un moteur spécial?
Le fait est que vous ne pouvez pas utiliser de pyrotechnie, de produits chimiques toxiques, de haute pression sur les cubsats. Par conséquent, pour la filature, nous avons développé un moteur qui travaille sur la décomposition thermique du carbonate d'ammonium. Cette substance est utilisée dans l'industrie alimentaire pour desserrer la pâte et est inoffensive. Le moteur est un compartiment hermétiquement fermé avec une buse. À l'intérieur du compartiment se trouvent les modules de réacteur dits remplaçables - ce sont des assemblages de deux radiateurs électriques, entre lesquels un sac de carbonate d'ammonium pressé est placé. L'ensemble est placé dans une thermo-tresse, qui est comprimée pendant le fonctionnement des réchauffeurs et maintient les réchauffeurs en contact avec le réactif. Il y a deux de ces modules dans notre réacteur. Cela permet jusqu'à 30 minutes d'avoir une poussée jusqu'à 5 grammes avec une impulsion spécifique de 80 secondes.

Schéma de travail

Radiateurs fabriqués

Fusée

J'ai été surpris en apprenant que vous avez réussi à obtenir une place sur la fusée. C'était très difficile? Vous avez dû contacter par le biais d'instituts et d'autres grandes organisations?
Non, tout est plus simple. Arrive à monter sur la fusée avec de l'argent, comme ailleurs. Mais tant que le phare du lanceur ne sortira pas de la rampe de lancement, je suppose que nous n'avons toujours pas pu obtenir de place.
Au printemps 2015, nous avons entamé des négociations avec Sputniks, qui a commencé à proposer ses services pour le lancement de cubsat. Plus tard, les dirigeants de la société Glavkosmos sont venus vers nous, c'est une sorte d'interface commerciale de Roscosmos avec des clients étrangers. Comme il y a eu peu de précédents pour les lancements de vaisseaux spatiaux russes de l'industrie, en fait, les Spoutniks sur le lanceur Dnepr et Dauria Aerospace sur le lanceur Soyouz-2, ils ont probablement commencé à s'engager dans des projets étudiants. Glavkosmos a offert un meilleur prix, alors nous sommes allés chez eux. Il existe encore des fournisseurs de lancements étrangers, par exemple ISIS et Commercial Space Technologies , mais ils sont plus chers.

Et sur quel lancement avez-vous un accord?
Nous nous préparons à lancer sur le Soyouz-2 LV avec la Frégate RB. En juin 2016, ce porte-avions sera lancé par le vaisseau spatial Kanopus-V-IK, nous volons en passant la cargaison. L'altitude initiale de l'orbite est de 600 km, l'orbite est synchrone solaire, l'inclinaison est d'environ 98 degrés. Dans cette orbite, le Mayak durera environ 25 jours.

Test

Si vous imaginez la quantité de travail requise, alors juin semble une date terriblement proche. Avez-vous déjà réussi à effectuer de nombreux tests?
Schématiquement, le plan de test peut être représenté comme suit:

Les tests qui ont réussi ont montré que les systèmes fonctionnent bien.
Sur le prototype, le mécanisme d'ouverture des nervures est élaboré, maintenant l'assemblage du mécanisme prototype du réflecteur solaire est en cours. Après ces tests, il sera possible de procéder à la fabrication d'une version de vol du réflecteur solaire.

Dans les réseaux sociaux, je me souviens, j'ai vu une histoire instructive sur la façon dont votre modèle de satellite ne s'est pas activé dans vos tests stratosphériques en raison d'une sorte de bug offensif. Que faites-vous pour garantir la fiabilité?

Photos des essais stratosphériques

Oui, à ce moment-là, notre équipement de télémétrie et de contrôle a raccroché et a commencé à redémarrer pendant le vol, il n'a donc pas émis de commande pour activer le satellite. Il a atterri sans même commencer à travailler. Et pour la fiabilité de notre satellite, nous prévoyons de faire ce qui suit:
Les composants de puissance, comme les plus chargés dans le système de contrôle, sont dupliqués. Les lignes de signaux et les commandes mécaniques (contacts du compartiment, touche de démarrage) sont également dupliquées. Le schéma logique, à notre avis, est beaucoup plus fiable et ne nécessite pas de duplication ou d'autres mesures spéciales pour augmenter la fiabilité.
La fiabilité des éléments non dupliqués des systèmes à satellites est assurée par leur programme d'essais - d'abord des tests à l'échelle du système, puis des complexes électriques «sur la table», puis des complexes électriques sous vide, puis vibrodynamiques, avec des tests fonctionnels avant et après l'application de charges mécaniques.

Après l'histoire avec Phobos-Grunt, vous commencez involontairement à avoir peur des particules lourdes chargées. Et si cela frappe votre système de gestion non dupliqué?
Nous avons fourni une protection logicielle contre TZCh. Lorsque vous travaillez sur le flash, l'heure actuelle est enregistrée, lors du redémarrage, la transition vers la dernière étape enregistrée se produit. Ainsi, une erreur dans l'exécution du cyclogramme de moins de 0,1 s peut être introduite, ce qui n'est pas indispensable pour notre propos. Nous n'avons pas de moteurs ni de systèmes d'orientation, comme sur Phobos-Grunt.

De l'argent

En 2014, vous avez réussi à collecter 407 000 roubles grâce au financement participatif. Pourquoi sont-ils partis?
En bref, plus de cent mille personnes ont fait des tests stratosphériques. Cinquante mille pour produire des radiateurs. Le reste est des cadeaux aux sponsors et l'achat d'outils et de matériaux nécessaires. Le rapport complet est disponible ici .

Et maintenant, on dit que vous collectez un million et demi. À quoi cet argent ira-t-il?
Les frais actuels sont la collecte d'argent pour la fabrication de spécimens de vol satellite, nous voulons en faire deux, payer les tests et, en fait, le lancement orbital. Chaque petite chose comme les prix est également dans le budget.
À grande échelle, les dépenses suivantes sont prévues:

Production de deux copies de vol du vaisseau spatial Mayak 1,5 million de roubles,
Réalisation d'essais vibrodynamiques, 1,5 million de roubles,
Tests de vide thermique, 2,5 millions de roubles,
Lancement orbital de 2,8 millions de roubles,
Dépenses non techniques (prix aux sponsors, etc.) 0,7 million de roubles.

Si vous pouvez économiser, nous dépenserons de l'argent pour extraire davantage de fer.

Conclusion

Personnellement, je suis troublé par le fait que l'ISS vole depuis plus de 15 ans, il peut être régulièrement observé et, d'après ma propre expérience, ses observations sont impressionnantes. Comment le Mayak sera-t-il meilleur?

Premièrement, le phare sera plus lumineux.
Deuxièmement, le «phare» sera visible sur toute la Terre, du nord au pôle sud.
Troisièmement, le «Mayak» sera fabriqué par les mains de passionnés, de gens ordinaires qui veulent faire de l'exploration spatiale. C'est le résultat le plus important pour moi et pour l'équipe de projet. Nous pouvons donc changer l'attitude de la société envers l'exploration spatiale. Nous pouvons montrer que l'astronautique est intéressante, belle, excitante. Pour ce faire, vous n'avez pas besoin d'avoir des milliards ou de travailler dans une grande entreprise. Recherché, réuni des amis, a lancé le satellite en orbite. Le premier satellite soviétique a fait à peu près la même chose pour l'humanité. Cependant, sans équipement scientifique, il a pu inspirer de nombreuses personnes à étudier l'espace et contraint de nombreux pays à entreprendre l'exploration spatiale. Nous attendons avec impatience un effet similaire en ce qui concerne non pas les pays, mais les passionnés.

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Ce sont des tâches scientifiques très réelles. De plus, à mon avis, le système de freinage aérodynamique peut également avoir un potentiel commercial, car il est maintenant nécessaire d'avoir un système de contrôle et un système de propulsion à bord pour amener un satellite en orbite, ce qui est coûteux et compliqué. En utilisant une conception similaire au réflecteur solaire Mayak, les satellites peuvent être sortis de l'orbite beaucoup plus facilement et à moindre coût. De plus, des offres similaires m'ont déjà été adressées. Un moyen simple et bon marché de réduire les satellites en orbite, en particulier les petits, réduira considérablement le risque de formation de nouveaux débris spatiaux.
Pour les scientifiques qui étudient la haute atmosphère, le Mayak est utile pour sa réaction sensible à la densité de l'air. Dans les endroits où la densité est plus élevée, le satellite ralentira plus rapidement et son orbite diminuera plus fortement, et vice versa. En regardant son vol, vous pouvez explorer la haute atmosphère. Enfin, le «phare» peut servir d'objet de référence pour les modèles de calcul de la magnitude apparente.

Eh bien, en conclusion, rêvons. Disons que le Mayak a été lancé et a fonctionné avec succès. Qu'attendez-vous du projet?

Je serais heureux de comprendre que grâce au projet Mayak, des équipes de personnes sont apparues en Russie et dans le monde qui ont commencé à s'engager dans l'astronautique au sens large: elles sont allées étudier l'astronautique, dont moi, pour créer des startups spatiales et des fusées, pour tourner espace de bons films et écrire des livres sur lui et autres. Pour que le monde ait une demande d'exploration spatiale. Si cela se produit grâce à mes efforts, je serai extrêmement heureux.

Équipe Mayak à Geektimes:
Alexander Shaenko - 4110

Une étoile artificielle fera appel à l'espace