Созвездие школьных спутников Space-π

До 11 апреля 2021 года на сайте Российского движения школьников принимаются заявки на конкурс «Научное ориентирование: открытый космос» [1]. Школьники возрастом от 12 до 16 лет могут предложить свою исследовательскую или практическую идею для применения на небольшом орбитальном наноспутнике Земли или Луны формата «3U-кубсата» (10×10×30 см). Этот конкурс проходит в рамках программы «Дежурный по планете», организаторами которой выступают Фонд содействия инновациям, Роскосмос, Фонд «Талант и успех» и университет Сколтех.

Основателю Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере Ивану Михайловичу Бортнику пришла идея создать на околоземной орбите группировку школьных кубсатов Space-π [2], чтобы воспитать поколение специалистов, которые будут знать, как создавать и использовать низкоорбитальные спутниковые группировки и, главное, понимать, зачем это нужно. Это может помочь в ближайшем будущем изменить сложную ситуацию с использованием космонавтики в России для решения научных и народно-хозяйственных задач.

Стандарт CubeSat был разработан в 1999 году Калифорнийским политехническим и Стэнфордским университетами. На сегодняшний день действует уже 14-я версия стандарта [3]. Он был создан для упрощения проектирования малых образовательных спутников и для снижения стоимости запуска на орбиту. Студенты и школьники могут использовать готовые подсистемы наноспутников, созданные в университетах или в коммерческих компаниях. Габаритные размеры кубсатов соответствуют внутренним отсекам транспортно-пусковых контейнеров, которые используются для вывода спутников на рабочие орбиты.

Размеры самого простого базового 1U-кубсата — 10×10×10 см, а дальше идут аппараты «сложенные» из базового кубика до 24U (20×30×40 см), в зависимости от размеров бортовых систем и полезной нагрузки (научного или прикладного оборудования).

Есть два основных способа запуска кубсатов: попутное выведение микроспутников (от 10 до 100 кг) и наноспутников (от 1 до 10 кг) на ракетах с помощью установки пусковых контейнеров на разгонный блок с основным спутником и запуск с борта Международной космической станции. На американском сегменте МКС наноспутники запускают с помощью манипулятора японского модуля «Кибо», на российском сегменте обычно во время выхода космонавтов в открытый космос.

Для проекта Space-π планируется вывести на орбиту около 100 кубсатов в течение нескольких лет попутной нагрузкой при пусках ракет-носителей «Союз-2», осуществляемых компанией «Главкосмос пусковые услуги».

В технической кооперации по созданию школьных кубсатов — Петербургский Политехнический университет, «Геоскан» и «Спутникс». В создании научных приборов будут участвовать ИКИ РАН, МГУ и другие научные организации. На онлайн-ресурсах Российского движения школьников проходят лекции специалистов по конструированию и испытаниям кубсатов, по полезным нагрузкам, по обработке и использованию информации со спутников [4].

Учитывая размах проводимой работы, можно предположить, что школьники, которые занимаются в системе технического дополнительного образования, примут участие в работе над кубсатами с точки зрения космических технологий, но вопрос о привлечении интереса к Space-π широких слоев учеников по всей России стоит открытым.

Вариантом решения этой проблемы могло бы быть создание открытого интернет-портала Space-π для всех желающих. Для простого примера можно взять сайты, посвященные разворачиванию глобальной спутниковой группировки Starlink компании SpaceX [5]. Зайдя на сайт Space-π, школьник увидит Землю с орбитами всех наноспутников, входящих в проект. Для любого спутника будет указана справочная информация о нем, о параметрах орбиты, и будет возможность перейти на страницу, где содержится вся информация о его целевых возможностях, а также телеметрия.

Идеально сделать каждый спутник при приближении не просто точкой, а моделью реального объекта, ориентированного в пространстве так, как это есть в реальности. Сейчас результаты, полученные с помощью образовательных спутников, доступны ограниченному кругу лиц; напротив, интернет-портал за счет дружественной визуализации позволит расширить аудиторию проекта Space-π. Желательно не только дать доступ к данным по дистанционному зондированию Земли, измерению магнитного поля нашей планеты, мониторингу космической радиации и т. д., но и привести сравнение с результатами работы «больших спутников», комментарии ученых и специалистов к полученной с кубсатов телеметрии и фотоснимкам.

На сайте необходимо выложить переведенные и дополненные материалы по стандарту кубсат и по приборам, которые можно установить на наноспутниках. Сейчас на русском языке доступно минимальное количество удобных текстовых и иллюстративных материалов на русском языке, обычно это описание коммерческих продуктов — конструкторов кубсатов. На сайте Роскосмоса и партнеров проекта Space-π нет обобщенных, адаптированных для школьников материалов по всем этапам создания и эксплуатации наноспутников. Для сравнения: на сайтах других космических агентств такие материалы есть [6], а на сайте NASA доступен удобный путеводитель по созданию кубсата [7]. Подобные структурированные материалы намного более удобны для школьников, чем просто видеолекции.

При выполнении всех изложенных рекомендаций к созданию единого открытого интернет-портала Space-π можно ожидать участия школьников не только в техническом конструировании кубсатов, но и в использовании получаемых данных и существующих возможностей в изучении климата, географии, информатики, физики, технического дизайна, радиосвязи.

Александр Хохлов,
популяризатор космонавтики, член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ