Новости разработки пико-спутника RUVDS. Или спутник разработать — не блинов напечь

Инженерная разработка, или в данном случае опытно-конструкторская разработка по созданию пико-спутника-космического сервера, гораздо ближе к исследовательской деятельности (недаром ОКР часто объединяют с научным исследованием, чтобы получился НИОКР), чем к производству.

Классическое планирование «водопадом» тут не работает. Программисты это давно поняли и перешли на гибкие методологии разработки, а вот космическая техника до сих пор под гнётом нормативной документации, которая в лучшем случае похожа на «спираль».

Когда вы печёте тысячный блин, вы можете уверенно сказать, сколько у вас это займёт времени. Да, будет вариативность в сроках поставки ингредиентов, нагрев плиты займёт какое-то время, но всё равно процесс довольно прогнозируемый. Другое дело — создание космического аппарата, где «вновь открывшиеся обстоятельства» в виде очередного инженерного расчёта диктуют переделку всей конструкции и меняют все запланированные ранее работы.

Вот и мы рассчитывали к концу января уже получить опытный образец спутника для испытаний, а получили очередную итерацию разработки. Но при этом считаем своим долгом рассказать читателям о прогрессе в нашем проекте.

▍ Проектный облик спутника

Как бы то ни было, за два прошедших с предыдущей публикации месяца был полностью сформирован проектный облик спутника. Тайнисаты получили свой типоряд. Как уже писали в первой статье, они унаследовали логику модулей у стандарта кубсат, но чтобы не путаться, мы называем такие модули tiny Unit/tU.

Рисунок 1. Типоряд шасси тайнисатов от 1tU до 3tU

Можно сказать, с этой стандартизацией и возникла самая большая сложность. Размера самого маленького кубика недостаточно для установки самого популярного солнечного элемента 40×80 (напомню, размер 1tU = 1/8 U = 5 × 5 × 5 см). Его можно было бы установить на тайнисат размером в 2 tU, но что делать с торцевыми панелями? И проблема незанятого места сохраняется для спутников дальше по типоряду. Поэтому командой разработчиков из Малых космических систем было принято решение унифицировать солнечные панели.

Помимо нашего космического сервера, в первый космический полёт в образовательных и научных интересах отправятся ещё 5 тайнисатов 4 × 1tU и ещё один 2 tU. Вместе с нашим они составят полезную нагрузку космического аппарата СтратоСат-ТК1.

Благодаря унификации солнечных панелей эта составная часть тайнисатов стала практически серийной. Но чтобы ей стать, нужно было найти надёжный солнечный элемент. Но об этом чуть дальше.

Начинка нашего аппарата в общих чертах описана ещё в предыдущей статье, а сейчас конкретику писать сложно, так как было сказано во вводном слове, изменение одного узла может привести к изменению остального, и мы не уверены, что до запуска ничего не поменяется. Однозначно про состав аппарата можно будет сказать только когда он будет передан на пусковую кампанию.

▍ Сложности проектирования

В поисках солнечных элементов мы отсмотрели чуть ли не все запущенные ранее покеткубы. На всём, что длиннее 5 см, конечно же, обнаружились стандартные элементы 40×80.

Рисунок 2. Слева — QubeScout S1, Справа — Unicorn-2

На кубиках же поменьше начала появляться вариативность, например, на таких аппаратах, как SMOG-1 или ATL-1 установлены подозрительные «половинки» от 40×80. Как показали наши изыскания, некоторые элементы действительно имеют два диода на кристалле и могут быть разрезаны. Нюанс в том, что так можно разрезать не каждый элемент, и те, что мы могли бы купить в России, так разрезать не получится. В отечественных тоже два диода, но делятся они на два «треугольника», а не пополам.

Рисунок 3. Слева — ATL-1, справа — SMOG-1

Мы смотрели и другие покеты, и просто отдельно солнечные элементы. Большинство из них нам не подходили конструктивно по толщине, но чаще они не подходили, потому что их просто не отгружают в Россию.

Тогда мы пошли несколько другим способом и начали смотреть, что ставят на маленькие спутники в России, но так как у нас пико-спутников ещё не запускали, то смотрели мы кубсаты. И среди кубсатов, разумеется, варианты не стандартного размера 40×80.

Рисунок 4. Кубсат 1,5U Ярило

Кубсаты Ярило разработки МГТУ им. Баумана использовали ФЭПы, которые в большом количестве можно найти на Алиэкспресс. Там ли они закупали свои элементы или нет, неизвестно, но очень похожи. Такие элементы мы тоже рассматривали, но отказались, потому что:

• они или без защитного покрытия, или со слоем эпоксидной смолы большой толщины;
• без всяких гарантий для работы в космическом пространстве.

Похожего типоразмера элементы также производит компания Телеком-СТВ.

Рисунок 5. Солнечные панели Телеком-СТВ

Но нам они тоже не подошли по толщине. Телеком-СТВ производит панели сразу на текстолитовой подложке, а нам нужны были именно элементы.

В итоге помощь пришла от коллег по программе Space-π, которые производят платформу для миссии СтратоСат-ТК1, на которой полетит наш пико-спутник. Они познакомили нас с производителем своих панелей.

Рисунок 6. Элельвейс

И в отличие от зарубежных поставщиков, коллеги оказались совсем рядом. Научно-технический центр Тонкоплёночных технологий расположен в Санкт-Петербурге. Коллег заинтересовал наш проект, и мы провели серию экспериментов по подбору подходящего размера ячеек.

Рисунок 7. Тестовые конфигурации солнечных панелей

В результате этих экспериментов и родилась та самая солнечная панель, которую вы видите на проектном облике спутника RUVDS.

Рисунок 8. Проектный облик тайнисата RUVDS

Пока же наш космический аппарат выглядит как-то так.

Рисунок 9. Составные части пико-спутника

Блины блинами, водопад водопадом, а дедлайны есть даже в космических проектах, и в нашем случае он продиктован датой пуска миссии, которая на текущий момент запланирована на конец мая. Поэтому дожидаемся из производства оставшиеся составные части, собираем космический аппарат и на испытания! Ждите продолжения и новых публикаций — нам не терпится показать вам наш космический сервер в сборе.