Год в сети: РКС отработал уникальную «облачную» систему связи для спутников нанокласса

Спутниковая платформа ТНС-0 №2, созданная холдингом «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») более чем вдвое превысила запланированный срок активного существования. За время работы аппарата в космосе ученые и инженеры из РКС, Института прикладной математики РАН им. М.В. Келдыша и РКК «Энергия» успешно испытали целый ряд инновационных технических решений и уникальный метод управления малыми космическими аппаратами через Интернет. 

ТНС-0 №2 был запущен с борта МКС 17 августа 2017 года и продолжает успешно работать на орбите. Бортовая аппаратура функционирует без сбоев, деградации аккумуляторной и солнечных батарей не наблюдается. Каждые сутки с аппаратом проводится не менее 10 сеансов связи – специалисты на Земле получают телеметрическую информацию о работе бортовых приборов и научного оборудования. 

Главный конструктор ТНС-0 №2 Олег ПАНЦЫРНЫЙ: «ТНС-0 №2 функционирует в штатном режиме. Температура внутри корпуса колеблется в диапазоне от 3 до 18о С, ось симметрии космического аппарата следует за вектором магнитной индукции Земли. Все используемые в нем приборы уже прошли летную квалификацию. Благодаря этому мы получили отработанные решения, на основе которых мы вместе с партнерами из РКК «Энергия» и Института прикладной математики им. Келдыша будем работать над развитием универсальной отечественной наноспутниковой платформы».

В ТНС-0 №2 применены оригинальные решения, которые отличаются простотой и низкой стоимостью. Аппарат построен согласно концепции «спутник-прибор», которая подразумевает подход к разработке, испытаниям и эксплуатации космического аппарата как законченного прибора. Кроме повышения надежности и снижения массогабаритных характеристик это технологическое решение позволяет снизить стоимость и сроки разработки изделия. При необходимости на него можно устанавливать любую полезную нагрузку, расширять функционал за счет дополнительных модулей – с двигателями, солнечными батареями или приемно-передающими устройствами. 

Одним из достижений эксперимента, в процессе работы на орбите ТНС-0 №2, стало практическое испытание применения в качестве канала управления и обмена данными системы спутниковой связи «Глобалстар». Модем этой системы, установленный на борту ТНС-0 №2, обеспечил надежный канал двусторонней передачи данных. Использование спутниковой системы связи позволяет подключаться к спутнику из любого места на Земле или в космосе, где есть доступ к сети Интернет. Для поддержания резервного канала связи использовалась установленная на борту спутника УКВ-радиостанция. За время работы на орбите с ТНС-0 №2 было проведено 3 577 сеансов связи общей длительностью более 136 часов. 

«Виртуальный ЦУП», загруженная в облако программа, созданная для обеспечения проведения эксперимента, может быть доступен множеству потребителей для совместного использования аппарата. Такая концепция позволяет обеспечить доступ потенциальным потребителям результатов космической деятельности с минимальными капитальными затратами. Для планирования научных и технологических экспериментов и получения их результатов пользователю достаточно иметь выход в Интернет. За почти год работы ТНС-0 №2 собрал большой объем данных о работе облачной системы управления, которые будут использоваться для расчета сценариев использования такого подхода на новых аппаратах. 

Одним из важнейших экспериментов, проведенных на борту ТНС-0 №2, стало испытание созданной в РКС автономной системы навигации. Ее данные позволили с высокой точностью наводить УКВ-антенны ЦУПа для установления связи с аппаратом. В ходе эксперимента было доказано, что точность прибора обеспечивает независимость контроля орбиты ТНС-0 №2 от иностранных наземных систем типа NORAD, которую чаще всего используют создатели спутников нанокласса. 

Согласно оценке экспертов-баллистиков, текущее состояние атмосферы позволяет продлить прогноз срока существования наноспутника ТНС-0 №2 до 2021 года. После этого он сгорит в плотных слоях атмосферы. Все это время планируется проводить дополнительные эксперименты с целью определения экстремальных сроков работы различных приборов аппарата в условиях космоса. Полученные данные позволят при минимальных издержках существенно повысить сроки активного существования аппаратов, построенных на основе перспективной российской наноспутниковой платформы. 

В ходе дальнейшей работы планируется провести коррекцию программного обеспечения, обеспечивающую увеличение интервала автономного полета аппарата до 30 суток. Важным этапом станет исследование поведения ТНС-0 №2 в момент входа в плотные слои атмосферы. 

Сейчас специалисты РКС готовятся к запуску ТНС-0 №3 – очередного аппарата на базе унифицированной наноспутниковой платформы, который сейчас используется для наземной отработки проводимых на орбите экспериментов.