MSTUミッションコントロールセンターは宇宙教育の重要な要素です。その助けを借りて、宇宙船の飛行を制御するすべてのタスクを実行し、科学技術実験を実施し、サービス情報と科学データを迅速に分析することが可能です。 MCC-Bは、テレメトリ情報を処理、保存、および消費者に提供するための機能を備えています。
MCC-Bは、小型宇宙船「バウマネット」と「バウマネット-2」を作成するための科学教育プロジェクトの枠組みの中で設立されました。現在、このセンターは、モスクワ国立工科大学の学生、大学院生、若手専門家によって開発されたナノサテライト「ヤリーロ1号」と「ヤリーロ2号」の軌道星座を扱うために使用されています。バウマン。 2020年9月28日、ヤリーロ超小型衛星はプレセツク宇宙基地から地球の軌道に打ち上げられました。
衛星設計
ヤリーロは、太陽と太陽と地球のつながりを研究するための2つの超小型衛星「ヤリーロNo.1」と「ヤリーロNo.2」のグループです。ミッションの特徴は、車両に「ソーラーセイル」タイプの実験的な展開可能な設計が存在することであり、その助けを借りて、星座と受動的な軌道離脱を構築することが計画されています。このプロジェクトは、重要な教育コンポーネントによって区別されます-すべての設計作業、デバイスとそのサービスシステムの開発、製造、実験開発、ペイロードの統合、立ち上げの準備、作業の管理と編成は、学生、大学院生、および若い専門家-ユニバーシティユーススペースセンターのチーム..。蓄積された知識、文書、経験、重要な部分は、教育プログラムを充実させるために使用されます。
ヤリーロ宇宙船
の内部レイアウト最初の装置のペイロードは、太陽活動を記録するための分光光度計です（PNレベデフ物理学研究所、RASによって開発されました）。
この検出器は、マイクロフレアの観察を含む0.5〜15 keVの軟X線範囲での監視、および調査中の物体のプラズマのスペクトル診断の実行を可能にします。私たちは太陽の大気の中に住んでいると信じられており、太陽風（太陽から放出される太陽プラズマ）の流れは地球に強い影響を与えます。太陽フレアの頻度と強度は、太陽活動の11年周期に依存します。現在、太陽は最小限の活動を残し、加速し始めています。太陽が活動しているとき、フレアが太陽に発生し、それを装置が研究します。フレアの間、大量のプラズマが太陽から半径に沿って宇宙空間に放出され、軌道上を移動する地球がこの放出に入ると、地磁気嵐が発生します。
地球の磁場中のプラズマは、磁力線に沿って「蹴られ」て回転し、その結果、地球の磁極に入ります。この時点で、通信および電力網の障害が発生する可能性があります。または、たとえば、北極上空を飛行するパイロットが放射線を受け取ることになります。このような発生を予測することは、科学者にとって大きな課題です。放出されたX線量子は8分で光速で地球に到達し、軌道上の特別な装置で記録できるようになります。トラジエント自体（プラズマ放出）は1日か2日で地球に到達し、はるかにゆっくりと（約1000 km / sの速度で）飛行するため、事前に必要な対策を講じることができます。
2番目の装置のペイロードは、ガンマ線と荷電粒子の検出器です（DeKoRは、ロモノーソフモスクワ州立大学のD.V. Skobeltsyn原子力物理研究所の開発です）。デバイスのタスクは、放射ベルト間のギャップでの電子フラックスの高速変化を研究すること、および0.1〜2MeVの範囲の地磁気条件に応じて低軌道での粒子フラックスとガンマ線のダイナミクスを研究することです。 。それはあなたが宇宙線を研究することを可能にします。そしてそれは生物と技術の有機体に悪影響を及ぼし、そして遠方の宇宙ミッションへの障壁を作ります。 Parus-MGTU
車両の外部レイアウト
宇宙天気研究用のペイロードに加えて、衛星には2枚羽根の回転式ソーラーセイルが装備されており、その設計はISS「Parus-MSTU」でテストされています。太陽光が宇宙空間の物体を押したり加速したりすることが知られています。これは、MCCで提示された簡略化されたモデルで明確に示されています。
このように、学生たちはソーラーセイルを設計しました。これは、太陽の電磁放射の圧力の影響で動作する推進装置です。それはあなたが作動流体（燃料）を使わずに軌道間そして惑星間飛行さえすることを可能にします。
プロジェクトで開発されたソーラーセイルは、フレームレスの薄膜構造であり、対称軸を中心にセイルを回転させることで剛性を確保しています。 2枚羽根の回転ソーラーセイルの概念は、太陽帆の他のタイプより多くの利点を有し、提案されている-などの単純、帆を折り畳む能力、
二ブレードソーラーセイルとA衛星モデル
DOを衛星は飛行し、それらが
Yariloデバイスで構成されているものは、97.6度の傾斜で低い地球軌道kmにあります。小型宇宙船の推定耐用年数は1年です。これは、地球を約1500回転します。
デバイスを起動コンテナにロードする
車両が正確に位置を特定し、機内の空間をナビゲートするために、磁力計、加速度計、およびFD-20K4点フォトダイオードに基づく独自のアセンブリのソーラーセンサーを含む2つの独自の機内センサーユニットが機能します。さらに、デバイスの外側パネルにGLONASS受信機があり、宇宙船の座標と速度を高精度で決定できます。また、各外縁には光センサーがあり、これを使用して方向を決定することもできますが、精度は低くなります。
もう1つの重要な技術的問題は、分光光度計を備えた装置の太陽に対する向きです。その実装のために、4つのフライホイールモーターのピラミッドが装置に取り付けられており、3軸方向を構築できます。また、装置の各面に磁気コイルが配置されているため、さまざまな構成の磁場を形成できます。 。磁気配向システムは一軸であり、コイルによって生成された磁場と地球の磁場の相互作用によって制御機械モーメントを生成するという原理に基づいて構築されています。制御アルゴリズムは、磁気コイルのオンとオフを切り替えるシーケンスを形成します。太陽への向きに加えて、コントロールは装置をその軸の周りにねじることができ（展開中に「帆」リボンが伸ばされるために必要です）、装置の大きな角速度を消します。たとえば、デバイスが回転した場合、発射コンテナから飛び出します（モード-ダンピング）。オリエンテーションシステムの操作は、装置をひもに掛けることによって行われた。
これらのタスクはすべて、大量のエネルギーを必要とします。小型宇宙船には2つの蓄電池が搭載されており、外縁にあるソーラーフォトセルを使用して定期的に充電されます。これは、宇宙船が軌道の照らされた側にあるときに発生します。ちなみに、彼らは自分たちでインストールするための技術も開発しました。電力は、3.3および5Vの電源レールを介して消費者システムに供給されます。
装置の「頭脳」は、飛行シーケンスに従って装置サブシステムのすべてのデバイスを制御するオンボードの中央コンピューターに配置されています。オンボードコンピューターは、任意の1つの不可逆的な障害に耐性があるため、デバイスには、2つの同一の計算機のセミセットの無負荷冗長性を備えたスキームが選択されました。計算機は、STMicroelectronicsによって製造されたSTM32F205マイクロコントローラーに基づいています。
デバイスの簡略化された機能図
開発チームが尋ねる最も一般的な質問の1つ：地球の美しい画像を取得するためのカメラはありますか？衛星には2台ものカメラが搭載されていますが、ソーラーセイルの展開プロセスをキャプチャするために必要です。
フライホイールエンジンの操作のためのアルゴリズムの開発
また、デバイスの写真をよく見ると、2色であることがわかります。軌道の照らされた部分では、宇宙船は光を反射する白い面で太陽を見て、黒い面は激しく熱を放出するので、衛星は過熱しません。装置の温度を上げる必要がある軌道の影の部分では、暗い側がより多くのエネルギーを吸収し、白い側が発する熱が少なくなります。また、大量の熱を放出する一部のデバイスでは、Skolkovo InstituteとILMiTの専門家が、3D印刷を使用して、導電性の高いアルミニウム粉末合金からヒートパイプを統合したサーモスタットハウジングを作成しました。また、バッテリーカバーや帆モジュールの船体など、小型宇宙船の船体部分の一部は、選択的レーザー焼結によって作られています。
セーリングモジュールの船体
輸送とテスト
衛星は、特別な耐衝撃フォームケースでコスモドロームに輸送されます。ただし、デバイスが機械的および熱的真空テストの完全なサイクルを受ける前に。それらは、準備中および打ち上げロケットの一部として、または関連するペイロードとして上段として打ち上げられる際の、振動、衝撃、および準静的負荷に対する耐性に関する厳しい要件の対象となります。それらは10gまでロードされます。
振動試験
飛行中のビークルの温度は、軌道の照らされた部分から影の部分への移行中の熱レジームの急激な変化により、深い「プラス」から深い「マイナス」までの範囲内で変動する可能性があります。内部ボードの想定温度範囲は-30〜 + 60°、外部パネルの想定温度範囲は-70〜 + 80°でした。
熱真空試験
軌道上での動作
衛星が飛行している間、衛星が受信したすべてのテレメトリと有用な情報は、そのメモリ（FRAM）に保存されます。そこから、デバイスの送信アンテナと受信アンテナ（YariloではVHF範囲の2つのスパイラルアンテナが使用されます）と、特殊機械ビルの建物の屋上にある地上アンテナのおかげで、情報が地球に届きます。衛星がモスクワ上空の無線視程ゾーンを飛行すると、アンテナはモスクワから信号を受信します。衛星との通信は、衛星の経路がモスクワを正確に通過する場合は5分間、ゾーンが都市に「接触する」場合は約1分間維持できます。
ヤリーロ車のアンテナ放射パターン
センサーから収集されたすべての必要なターゲット情報は、この期間中に衛星から地球に送信されます：位置と向き、角速度、温度、蓄電池と太陽電池の状態。コマンドは地球から衛星に送信されます。これは衛星によって実行される必要があります。回転、特定の遠隔測定情報の発行、帆の開放などです。
このプロジェクトでは、MSTUが実行者であり、自身の衛星Yarilo-1から必要な情報を受信します。とヤリロ-2..。そして、データの研究と分析のその後のプロセスは、モスクワ州立大学とFIANの他の専門研究所とセンター、およびRoshydrometですでに行われています。
さらに、衛星は、新しい技術を開発するための実験的な基盤です。ソーラーセイル技術、個別のサービスシステム、そして一般的には、独自の超小型衛星プラットフォームをテストするためのものです。
MCCに関連する作業に加えて、ユーススペースセンターには他にも多くの興味深いプロジェクトがあります。その中には、ISSからの生物学的サンプルの迅速な配達のための小型降下ビークル、少量のペイロードを発射し、学童と協力し、さまざまな国際交流プログラムに参加できる「小型」ロケットのプロジェクトがあります。新しい記事では、宇宙空間をあなたに近づけるためのセンターの他のプロジェクトについて説明します。