Создание и исследование характеристик университетского наноспутника формата CubeSat для дистанционных наблюдений Земли

Работа посвящена созданию наноспутника (НС) формата Cubesat, 3U путем разработки, моделирования и исследования эффективных служебных подсистем к обеспечению полезной нагрузки - оптико-электронного сканера с разрешением съемки в диапазоне до 30 м при функционировании его на орбите при высоте до 700 км.
Вышеуказанные работы выполняются силами студентов, магистрантов, аспирантов и научных сотрудников следующих факультетов: ТЭФ, РТФ, ФЭЛ, ФЭА, ПСФ и ММИ, а также привлечь специалистов ГКБ "Южное" (г.. Днепропетровск) в качестве консультантов.
В рамках работы проведены: разработку конструкции наноспутника с использованием сотовых-панельных теплозащитных экранов, терморегулирующий покрытий и минитепловои трубы с целью полного исключения затрат энергии на обеспечение оптимального теплового режима работы оборудования спутника; разработку полезной нагрузки - оптико-электронного сканера; разработку подсистемы радиосвязи с высокоскоростным каналом (до 800 Кб / с) «Борт-Земля» и проведения экспериментальных наземных испытаний.
В работе решаются ряд прикладных теоретических задач, касающихся разработки перспективного класса космических оптико-электронных систем (ОЭС) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) видимого диапазона спектра. В рамках работы выполнены обоснования состава подсистемы радиосвязи наноспутника с высокоскоростным каналом (до 800 Кб / с) «Борт-Земля», разработка принципа ее построения, а также разработка программного обеспечения. Созданные физико-технические основы работы и предложены новые конструктивно-технологические решения изготовления солнечных батарей с кремниевыми фотоприемниками. Разработаны и апробированы физико-технические основы технологий с использованием нанокристаллического кремния, с целью повышения эксплуатационных характеристик фото приемников и улучшения радиационной их устойчивости. Тематика работы на сегодняшний день является актуальной в мире и направлена ​​на использование наноспутников формата Cubesat для дистанционного исследования Земли и ее атмосферы. В работе получена точность позиционирования на орбите до 5 м и съемки поверхности Земли с разрешением до 30 м при массе наноспутника до 5 кг, что соответствует уровню мировых аналогов.
Объект исследования и разработки - наноспутник (далее по тексту НС) формата 3 U CubeSat, в том числе конструкция остова и каркаса солнечных батарей, оптико электронный сканер, процесс формирования информации в космической телевизионной камере, высокоскоростной радиоканал и приемник сигналов от международных спутниковых систем навигации.
Предмет исследования и разработки являются:
- методы и способы минимизации массо-габаритных параметров конструкций наноспутников, методы оптимизации формирования исходных данных для циклограмм работы систем НС с учетом ограничений по энергии для каждой из подсистем электронной платформы и средства для максимизации запаса энергии наноспутника, что позволит увеличить ресурс функционирования его на орбите,
- схемотехнические и конструктивные решения бортовой телевизионной камеры для обеспечения заданного пространственного и энергетического разрешения,
- схемные решения оптических систем сканера и бортового приемного передатчика канала радиосвязи,
- подсистема навигации для ЧС на околоземной орбите с приемником GPS / ГЛОНАСС, подсистема ориентации НС,
- подсистема высокоскоростной связи НС с наземной станцией по формату обмена данными AX.25 и FSK модуляцией.