В МАИ создают кубсат‑ретранслятор для миссии «Венера‑Д»

В Московском авиационном институте разрабатывают кубсат‑ретранслятор — спутник, который может повысить эффективность российской миссии «Венера‑Д», обеспечив надёжную связь исследовательских космических аппаратов с Землёй. В проекте участвуют специалисты действующего в вузе Центра космических технологий и студенты совместной образовательной программы МАИ и Университета Халифы (Абу-Даби, ОАЭ). 

Разрабатываемый кубсат состоит из шести юнитов — модулей размером 10×10×10 см. Во время миссии он будет перенаправлять на Землю фотографии, телеметрию и другие научные данные с аэростатов и напланетных аппаратов на Венере. Планируется, что после завершения работы спутник перейдёт в «спящий режим» и в перспективе сможет оказывать услуги другим странам, отправляющим к Венере исследовательские миссии.

– За образец мы взяли американский Mars Cube, который сопровождал марсианскую миссию. Но наш спутник уникален тем, что адаптирован к особенностям пребывания на орбите Венеры – планеты без собственного магнитного поля и с высоким уровнем радиации, – рассказал руководитель проекта, специалист Центра космических технологий МАИ Александр Бон.

Работа на орбите Венеры осложнена несколькими факторами: из‑за отсутствия у планеты магнитного поля техника сильно страдает от солнечной радиации, а большое расстояние до Земли затрудняет связь и ведёт к задержкам сигнала. Кроме того, для поддержания стабильного положения на орбите нужны частые коррекции траектории — это расходует топливо, а любая ошибка в манёврах или сбой в системах ориентации могут привести к потере спутника.

В обычных спутниках за управление отвечает микроконтроллер. Это мини‑компьютер, который получает данные от датчиков, обрабатывает их по заданной программе и отдаёт команды системам. Однако микроконтроллеры чувствительны к радиации. Чтобы решить эту проблему, в разрабатываемом кубсате микроконтроллер заменили аналоговым управлением на базе транзисторов, резисторов, конденсаторов и других компонентов. Каждый такой элемент выполняет простую функцию: транзистор может усиливать сигнал или работать как переключатель, резистор ограничивает ток, конденсатор сглаживает скачки напряжения. Их соединяют особым образом, чтобы схема автоматически выполняла нужные действия без программы и процессора.

Помимо этого, для проекта разработана инновационная микрополосковая антенна, позволяющая быстро и надёжно передавать информацию через сотни миллионов километров космического пространства. Она состоит из двух частей: передатчика и рефлектора, усиливающего сигнал. Рефлектор работает как зеркало: принимает на себя «рассеянный» радиосигнал и отражает его в виде «лазерного луча», после чего тот направляется точно на Землю. 

Чтобы кубсат мог самостоятельно маневрировать, на него будут установлены импульсные плазменные двигатели. Такие двигатели создают очень короткие, но точные толчки – импульсы. За счёт этого кубсат может менять скорость и направление и плавно переходить на нужную орбиту.

– Проект имеет важное значение для подготовки будущих специалистов и международного сотрудничества. Работа опытного образца будет протестирована на защите дипломов, запланированной на июнь этого года, – добавил Александр Бон.