三年前，我提议开发一种航天器，以发射到月球上并拍摄阿波罗号和卢诺霍德号的着陆点，其质量足以区分半个世纪前留下的痕迹。 一群热心的工程师自愿参加了该项目并承担了这项任务。 开发的第一阶段-卫星的
技术描述 （高级项目）-花费了三年时间，但尚未完成。
为了完成第一阶段，我宣布在网站
boomstarter.ru上筹款。 我们得到了十五个人的支持，总捐款额达一百万七十五万卢布。 该项目的所有工作都是在志愿者的基础上完成的，部分资金用于购买设备和组件，以开发无线电通信系统和激光通信的原型。 我们预留了大部分款项，用于在罗斯科莫斯研究所对准备好的项目进行州审查。 如果检查后仍有资金，我们将根据对共同事业，即对最终文件案文的贡献，在开发参与者之间分享这些资金。
以下是有关该项目的一些
常见问题的答案。
该小组的任务不仅是准备该项目的技术说明，而且还要使其符合俄罗斯航天工业的文件要求。 为小型航天器准备这样的先进项目将耗资约一百万卢布，相关组织我们将在几个月内完成这项工作，但我们不仅希望将钱捐给一些设计局，获得所需的文件并将其放在架子上。 目标是组建一支能够进行高级项目，收集卫星并执行整个飞行计划的专家组。
实际上，这部分是延迟的原因。 并非所有的发烧友都准备好在团队中工作，也不是所有人都能将工作成果纳入一份认真的工程文件中，也不是所有人都能将志愿服务与家庭/学校/工作相结合。 我把拖延归咎于我自己，这主要归咎于我-我没有表现出要求的严谨和毅力，我几乎没有受到个人榜样的启发。
今天，团队建设工作仍在继续，文档正在缓慢但确定地准备中。 我要指出，航天工业未能按时完成任务是一种普遍现象。
您可以使用我们自己的示例更详细地讨论这一点。
制造航天器有哪些困难？ 您为什么不能仅仅“购买并组装一个构造函数”？ 为什么几乎所有与新技术开发有关的太空项目都没有按规定的期限完成？ 毕竟，所有航天器都具有一套机载系统，并且空间在各处似乎都是相同的-真空，辐射，阳光...令人奇怪的是，在航天学中，并非所有事物都像个人计算机一样统一，因此您可以在家中或在室内独立工作车库组装您自己的卫星。 但实际上，几乎所有航天器都是手工作业，扭曲的电线和透明胶带，一种创造性的方法以及通常是自行编写的软件。
只有一些多卫星项目已经达到预生产水平：GPS，GLONASS，对地静止电信卫星以及其他一些项目。
由于CubeSat格式的低成本，标准尺寸以及在研究机构和私营公司中的受欢迎程度，它们或多或少是统一的。
为什么各地的卫星都不一样？与个人计算机相比，与航天学的
第一个区别是系列的大小。 所有在近地轨道上运行的航天器大约为一千零五百。 一个城市附近有很多计算机。
第二个差异是不同轨道上物理条件的差异。 在低地球轨道上（大约40-45％的时间），卫星处于地球的阴影下。 这意味着它们可以很容易地消除太阳光和车载系统加热所积累的多余热量。 对地静止轨道或行星际飞行中的设备几乎100％的时间都被照亮，并且热损失是一个大问题-这使提供热条件的系统变得复杂，增加了散热器的尺寸和质量。 因此，您不仅可以设计近地卫星，还可以将其发射到月球上。
使用月球卫星，热困难增加了一倍：首先，您必须在持续的阳光下飞行，然后绕月球旋转，并逐渐减少。 较低的阴影区域越长。 而且我们还没有达到热计算，而我们仅完成了器件基本设计和组成的描述。在低地球轨道上，卫星可以使用磁场来定位自身-相对于质心的空间位置变化（换句话说，卫星可以选择“寻找”它的位置或使用太阳能电池板旋转，使用相同的旋转力使指南针偏转）。 也就是说，低轨道的近地卫星不需要燃料和火箭发动机-足够的太阳能电池板可以为飞轮发动机和电磁线圈提供动力，从而有效地工作并从中受益。 在磁场减弱或完全没有磁场的地方，该设备需要火箭发动机转弯。 如果您只是拿一些近地卫星发射到月球，它将变成无用的尖叫声，并且只能向各个方向发送无尽的“哔哔哔”声，很快就会在太空的无线电噪声中消失。 最好的情况是，它可以沿一个轴扭曲并用于飞行任务，而无需进入轨道。
宇宙辐射因子也很重要-在低轨道上，地球的半球，磁场和高空大气层可有效保护卫星免受宇宙粒子的影响。 但是，正如实践所示，用于工业目的的现代地面电子设备在行星际空间中的工作时间最多可达一年。
设备之间的
第三个区别是需要改变轨道。 通常，小型近地卫星不需要改变其发射轨道的轨道。 在极端情况下，您可以使用由Planet
最初决定的空气动力学技术。 对于高轨道卫星，由于飞行的持续时间以及随着时间的流逝而开始累积的干扰因素，已经需要对轨道进行校正：阳光的压力，太阳的重力，月球，木星和金星的重力。 轨道校正是通过增加或减小飞行速度来改变轨道的微小变化。
当您启动设备时，它会飞起来行星际飞行器的设计在很大程度上取决于发射时的发射能力。 如果有一个足够准确的加速装置能够立即为行星际探测器设定所需的轨迹和第二空速，则可以大大节省装置本身的燃料质量。 如果没有合适的助推器或没有足够的火箭弹承载能力，则必须将更多的助推器倒入装置中。 但是，即使加速器提供了帮助，目标也必须再次大幅度降低行星际速度。 在飞往月球的情况下，需要下降约850 m / s才能进入轨道。 想象一下，火箭能够以最快的喷气式飞机的速度加速100公斤的货物-像电影中那样没有足够的灭火器。
在设计月球微卫星时，我们考虑了两个发射选项：关联发射到对地静止轨道和发射到月球过渡轨道。
对地静止轨道是出于商业目的而流行的轨道，每年有15-20枚导弹飞行。 就是说，选择范围广泛，飞行机会很多。 但这仅是3.6万公里，您需要多飞十倍到月球。
月球过渡轨道以几乎第二宇宙速度向月球发射。 这样的发射大约一年一次。 中国，印度，日本，俄罗斯，韩国在或即将在月球上发射月球，并且有跳上某人尾巴的机会。 但是，复杂的科学发射会一直被推迟，因此您可以就联合飞行达成协议，制造人造卫星，并等待数年时间准备好主要载荷。 理想的选择是将我们的设备立即运送到月球轨道-我们不考虑，因为找到合适的“骑乘”可能性很小。
两个发射选择需要两个不同的推进系统，并具有不同的燃料储备。 两种版本的设备的起始质量是原来的两倍，而“对地静止”版本的质量几乎达到200千克-这不再是微卫星。 发动机被认为是二组分肼（肼/四氧化二氮），是在太空中使用的最有效的化学物质。 由于成本高，太阳能电池尺寸大以及控制和导航困难，因此没有考虑使用离子发动机。
结果是一个相当复杂的设备，可以与国有企业设计局中的设备相提并论。
轨道的差异会引起另一种差异-信息传输方式。 尽管在太空中进行了激光通信的反复实验，但是无线电通信仍然是在空间中传输信息的主要方法。 设备离地球越近，其无线电综合设施，功耗和天线尺寸越小。 因此，小型的近地CubeSat可以安全地将遥测甚至图片传送给地球上的无线电爱好者，因为它的太阳能板面积很小，而且木匠的转盘上有全向天线。
如果我们想在月球附近工作并传输大量数据，那么我们将不得不注意直径至少为半米的尖角天线板和面积约为一米的太阳能电池板。 不再可以从窗扇向电线提供地球上的接收-直径为几米（最好是几十米）的天线将需要严肃的站位。 俄罗斯只有很少的这样的电台，世界上只有几十个，而且所有人都忙于工作。 我们分配64米或32米天线的可能性很小。
至少您不能依靠它。 您可以通过增加设备上天线的直径来节省地面费用。 但是，天线直径的每10厘米或卫星太阳能电池的大小都会大大影响其惯性特性，需要更多的燃料和定向系统能耗。 能源需求增加了太阳能电池板，电池的质量，从而导致燃料箱的质量增加和增长-等等，等等。因此，空间技术的发展是永恒的妥协。
为了减轻重量，我们将天线的直径限制为40厘米，希望到地球发射时，我们将找到一个12米甚至更大的接收天线。 还有更好的三个，分别在不同的大陆上。 如果找不到，我们将不得不以非常低的速度传输数据：每秒数十千比特，但是接收将可用于业余无线电。正确的方向空间方向是下一个问题。 地球可以使用磁场，空气动力学或其他技术。 火箭发动机保留在行星际空间中，但是还有另一种工具可以提供高精度的方向并允许您有效地控制设备相对于其质心的位置-飞轮发动机。 这些是带有大齿轮的电动机，它们在旋转时有助于沿相反方向旋转设备。 为了在三个轴上定向，需要三个飞轮发动机，但是通常它们会放四个-一个用于备用。
飞轮发动机只需要电力就可以运转，但是它们只有在速度提高或熄灭时才起作用。 在某个时候，飞轮会获得最大速度，变得毫无用处，因此必须“卸载”，制动，以使设备不会在空间上失去方向。 然后，为了卸载，还使用了火箭发动机，这些发动机应该是推力非常低的发动机，以免引起装置的强烈旋转。 有时，定向系统的火箭发动机使用的是气体-在普通压缩气体上，就像电影中的灭火器一样，还有其他设计：热催化或电火箭（等离子，离子）。
我们月球微卫星的永久设计师彼得·库德里亚索夫（Peter Kudryashov）着手将设备的质量降至最低。 为此，在项目的最后一次迭代中，他们决定放弃对地静止轨道的飞行，而只关注月球交界处。 另一个解决方案是更换引擎。 这种由两部分组成的行进推进系统功率高，不适合卸载飞轮，因此卫星需要使用第二个推进系统进行定向。 这使项目变得复杂和复杂。 彼得找到了另一种解决方案-将中等推力的单组分热催化发动机放入发动机。 四个引擎提供了合适的推力来改变轨道速度，并且在侧面将它们隔开可让您通过俯仰和偏航来定向设备，侧倾旋转由另外两个低推力引擎控制。 这个决定似乎是一个折衷方案，但仍有一些弊端仍需克服。试图调和火箭发动机和飞轮发动机时出现了困难。 所选的飞轮在我们这种规模的近地车辆上表现良好，但由于太弱而无法补偿我们赛道中火箭发动机设定的转速。
可以通过使发动机更靠近中心来减小火箭发动机在俯仰和偏航中的旋转动量，但是这又加剧了另一个问题。 降低杠杆，即 发动机轴线与设备中心轴线之间的差异将导致以下事实：飞轮发动机的每次卸载操作都会导致卫星轨道发生某些变化，并且该变化也会发生变化，因为 火箭发动机的推力不稳定，取决于助力箱中的压力。影响航天器设计，尺寸，发动机功率和太阳能电池板尺寸的主要因素是有效载荷。 即 为了提供信息而进行整个发射的设备。 在我们的案例中，这是一个望远镜和一个用于拍摄月球表面的光系统。 有了它，也发生了影响设备设计的更改，但这是另一个讨论的主题。 总的来说，变化是积极的-缩小了望远镜，但变化导致设计的重大修改，这又需要花费时间。
关于拍摄月球的功能，仍然值得单独讨论。
我希望不久将完成月球微卫星的初步设计，并且我们将能够分享三年多的工作的总体成果。