Ano do projeto de microssatélites lunares

O projeto de microssatélites lunares completou um ano de idade, então é hora de contar como estamos indo e relatar o trabalho realizado. Admito imediatamente: não nos encaixamos no cronograma, mas muito já foi feito: preparamos os termos de referência, decidimos o esquema de lançamento e a órbita, realizamos três iterações do layout da plataforma de satélite, mas primeiro as primeiras coisas.

Em 1º de outubro de 2015, a captação de recursos para o Projeto Lunar Microssatélites começou no site de crowdfunding Boomstarter . O objetivo da coleção: encontrar fundos para a preparação de um projeto avançado de uma pequena espaçonave capaz de entrar em uma órbita lunar baixa para fotografias em alta resolução dos locais de pouso de Apollo e Lunokhod. A captação de recursos foi concluída em 5 de novembro, dobrando o valor planejado: 1,75 milhão de rublos, em vez dos 800 mil rublos solicitados.



É impossível construir até um satélite próximo à Terra com esse dinheiro; essa coleção serviu de base para o primeiro estágio do desenvolvimento da espaçonave - Descrição do Projeto. Na indústria espacial, a descrição do proposto e proposto para o desenvolvimento da espaçonave é chamado de "projeto avançado". É para eles que agora estamos ocupados. O projeto preliminar contém os resultados de cálculos preliminares das características orbitais, das capacidades do sistema de propulsão e do radicomplex de bordo, do design e das capacidades ópticas da câmera, das propriedades do sistema de orientação, do sistema de fornecimento de energia e de outros subsistemas de serviço do dispositivo, que permitirão realizar as tarefas.

No futuro, novas etapas serão necessárias, cada uma muito mais difícil que a anterior: um projeto preliminar, preparação da documentação do projeto, preparação de um layout de engenharia, desenvolvimento de algoritmos de trabalho, software de escrita ... E há muitas, muitas outras coisas sem as quais é impossível lançar uma espaçonave interplanetária tão complicada.



Um grupo de iniciativa de engenheiros com experiência no setor de foguetes e espaciais ou em setores relacionados se comprometeu a atingir esse objetivo. Durante a coleta de fundos, vários outros especialistas entraram na equipe. Vários cientistas manifestaram interesse no projeto, por terem perspectivas científicas no estudo da lua. Dezenas de entusiastas da astronáutica de todo o mundo responderam ao projeto.

Mas expressar apoio ou mesmo participar da discussão é uma coisa, dedicar tempo ao desenvolvimento e gastar pelo menos algumas horas por semana em cálculos, compilação de tabelas, diagramas e preparação de uma descrição é outra. O dinheiro arrecadado no Boomstarter foi reservado para alguns componentes e para a realização de um exame profissional do projeto. Portanto, todo o trabalho que já foi realizado e ainda é necessário para a elaboração do projeto é realizado gratuitamente, de forma voluntária. E esse trabalho em qualquer programação tem muitos concorrentes, e apenas um verdadeiro entusiasta é capaz de fazê-lo. Muitas vezes, as circunstâncias da vida são mais fortes do que qualquer entusiasmo; durante o primeiro ano de trabalho, um dos participantes do projeto tem um novo trabalho promissor que distrai quase o tempo todo;uma nave espacial pronta voou de alguém e agora está ocupada trabalhando com ela o tempo todo; alguém teve um filho ... Tudo isso, é claro, são mudanças positivas na vida, pelas quais você só deve se alegrar, mas cada um deles atrasa a implementação do nosso projeto e adia o futuro que esperamos.

Surgiram dificuldades inevitáveis ​​na compatibilidade psicológica dos participantes do projeto. Portanto, tive que recusar a ajuda de um técnico de rádio, que assumiu a obrigação de preparar um complexo de rádio a bordo. Apesar de um profissionalismo bastante alto, ele não conseguiu encontrar uma linguagem comum com o restante da equipe. Após sua partida, o trabalho no canal de rádio teve que começar do zero. Agora estamos conversando com a empresa de Zeitograd, a SAIT, que está pronta para assumir o desenvolvimento de um complexo de rádio a bordo para o microssatélite lunar. Para eles, isso não é mais um hobby, mas um trabalho pelo qual teremos que pagar ou oferecer outras condições mutuamente benéficas para a cooperação, mas seu alto profissionalismo e experiência valem a pena.

Agora, mais sobre o que foi feito. Agora, temos um projeto avançado de aproximadamente 70% de prontidão.

ConcluídoTermos de Referência para design avançado .
Agora você pode se familiarizar com o que devemos preparar no futuro próximo. Espero que seja possível terminar o trabalho antes do Ano Novo.

Escolhemos dois possíveis esquemas de lançamento de naves espaciais para os quais dois layouts estão sendo elaborados. O primeiro esquema de lançamento é um lançamento ao longo da órbita geoestacionária. Esta é a órbita dos satélites meteorológicos e de telecomunicações a uma altitude de cerca de 36 mil km no plano do equador da Terra. Por exemplo, o satélite Electro-L2 está operando lá.



Há cerca de uma dúzia de lançamentos comerciais em órbita geoestacionária por ano, de Baikonur, Kuru e Canaveral. Este ano, acrescentou Weichang. O lançamento de dois ou mais satélites já foi desenvolvido por várias agências e empresas espaciais, embora o preço de cada dispositivo lançado possa chegar a dezenas de milhões de dólares. Tanto não temos e não é esperado, por isso só podemos esperar um lançamento de aprovação como parte de qualquer programa de parceria ou apoio estatal.

A segunda versão do lançamento é lançada na órbita de transição lunar. De fato, eles começaram em direção à lua e depois lidaram com ela, como você sabe. Tal lançamento é possível apenas em um foguete que traz algo para a lua. Nosso satélite pode estar no estágio superior separadamente da carga útil principal. Os lançamentos lunares são muito menos comuns que os geoestacionários. Se levarmos em conta os planos de diferentes países, haverá cerca de uma dúzia de foguetes lunares nos próximos dez anos. O próximo é o lançamento do foguete SLS da NASA em 2018, onde, além do navio Orion, cerca de uma dúzia voaráestudante e cubos particulares nos EUA. São esperados mais três ou quatro lançamentos do Roskosmos, pelo menos um na Índia, vários - China, Coréia do Sul e Japão têm projetos. Alguns lançamentos de dispositivos são contemplados pelo concurso Google Lunar XPRIZE. Em geral, um pequeno satélite tem alguma chance de ser lançado no lançamento para a lua, então essa possibilidade também é lançada no desenvolvimento.

Dois esquemas de eliminação requerem um suprimento de combustível significativamente diferente. Para resolver esse problema, várias opções foram consideradas: o desenvolvimento de um bloco auxiliar separado, a criação de dois tipos de naves espaciais, mas isso é inaceitável devido ao orçamento limitado e aos recursos humanos. A opção de compromisso tornou-se tal: uma única plataforma de satélite e sistema de propulsão, diferindo apenas no volume de tanques de combustível. Esse arranjo é desnecessariamente complicado para a opção "fácil", mas é uma taxa por versatilidade.

As informações sobre esse acordo foram publicadas em maio de 2016 . O dispositivo, voando da órbita geoestacionária, pesava 160 kg. Isso é uma vez e meia mais do que se chama microssatélites, mas a fórmula de Tsiolkovsky não analisa a terminologia.

Após a equipe da SAIT ser incluída no trabalho, precisamos revisar o layout para baixo. Seu complexo de rádio a bordo acaba sendo mais leve do que o que consideramos no início, consome menos energia, aquece menos, o que significa que podemos reduzir a área de painéis solares, radiadores e facilitar o sistema de orientação. O trabalho nessa direção ainda está em andamento, o que é uma justificativa de que o projeto preliminar ainda não está pronto. É improvável que seja possível facilitar uma versão migratória abaixo de 100 kg, mas espera-se que a perda de peso seja significativa.

O design do sistema de propulsão ainda não foi determinado. Sabemos apenas que o sistema de propulsão em marcha será um UDMH / AT de dois componentes. Este é um combustível tóxico, e não temos permissão para trabalhar com ele, mas não planejamos fazê-lo. Existem empresas no país com a aprovação e experiência no desenvolvimento de sistemas de propulsão semelhantes. Por exemplo, no site da planta FSUE NIIIMash em Nizhny Salda, foi encontrado um sistema muito semelhante ao que precisávamos - o sistema de propulsão do módulo de retorno Phobos-Grunt - embora seja duas vezes mais poderoso e mais pesado.



Supõe-se que a órbita de trabalho seja quase circular, com uma inclinação de 84-85 graus, isto é, perto de polar. Isso significa que podemos fotografar os pólos apenas em um ângulo de até 15,5 graus, o que não é muito conveniente para trabalhos subseqüentes com fotos, mas é aceitável. Uma órbita polar seria mais conveniente, mas a inclinação selecionada permite manter a altitude mais estável, evitando a influência significativa das máscaras da Lua. Mais precisamente, eles serão, mas compensarão mutuamente a influência um do outro. Isso permitirá que você permaneça na órbita escolhida por um longo tempo, sem gastar muito combustível na correção.



A altitude média da órbita é assumida como 50 km. É o mesmo que o LRO americano, mas devido a um telescópio mais poderoso, a resolução das imagens deve ser maior. Além disso, a altitude real do satélite mudará constantemente dentro de certos limites, às vezes chegando a 20 a 25 km. Estamos trabalhando para garantir que, nesses momentos, nos encontremos nos objetivos de que precisamos. Além disso, uma das opções para o esquema óptico prevê o trabalho na parte azul-verde do espectro. Isso permite aumentar significativamente a resolução (em cerca de 17%) sem aumentar as dimensões do telescópio ao custo de uma certa diminuição da sensibilidade: um comprimento de onda menor aumenta o limite de difração e permite que você veja detalhes menores na superfície com o mesmo diâmetro do telescópio (é claro, desde que a qualidade óptica do telescópio seja difração) limitado).



O telescópio permanece inalterado desde maio - as opções preparadas atendem aos requisitos, você só precisa escolher uma das opções quando a forma final do satélite for formada.

Os cálculos mostram a possibilidade de obter uma resolução de 25 cm na superfície a partir de uma órbita de 100 km (e significativamente maior a partir de órbitas inferiores), o que é duas vezes melhor que a qualidade média da LRO. Embora no modo de redução máxima o LRO tenha atingido uma resolução de 30 a 35 cm,



nossa órbita também permitirá reduções, o que permitirá melhorar a qualidade da imagem e distinguir os detalhes em 10 ou menos centímetros na superfície. Ou seja, com o desenvolvimento ideal do programa, será possível ver trilhas individuais e objetos contrastantes menores.

A distribuição de recompensas aos patrocinadores do projeto no Boomstarter continua. Tive reuniões pessoais com alguns dos patrocinadores durante minhas turnês de palestras em todo o país, mas a maioria das recompensas ainda não foi enviada, e isso também leva tempo. Antes do Ano Novo, também tentaremos enviar a maioria dos crachás e livros.

Source: https://habr.com/ru/post/pt399861/