Как мы строим спутник и зажигаем звезду на небе!

Во времена нашей юности, еще при СССР, все вокруг буквально болели космосом. Если спросить любого мальчишку в те времена, кем ты хочешь стать - мальчишка обязательно отвечал: "Космонавтом!"
Ну или летчиком хотя бы. Все знали, что летчики потом могли стать космонавтами.
Вчерашние мальчишки выросли, но не перестали мечтать о космосе.

цитата миссии проекта «Маяк»:

«Создавать будущее может абсолютно любой человек»

Антон Александров, основатель "Cheap3D" и лаборатории "SuperFonarik":
Я узнал про этот проект совершенно случайно, встретив где-то на просторах интернета заметку о сборе средств на проектирование аппарата на площадке BoomStarter. До окончания сбора оставалось буквально несколько часов, и я сначала пожертвовал небольшую сумму, а потом и влился в проект.

Подкупило нас то, что спутник делается без каких-либо инвесторов, государственных или частных компаний – его строят в свободное от основной работы время энтузиасты, никак не связанные с космосом, но «болеющие» им с детства. Видимо, так мы хотим реализовать свою давнюю мечту.

О проекте «Маяк»

Зачем нужен проект?

Цель "Маяка" - показать, что заниматься космосом может буквально любой человек.

На орбите Земли спутник «Маяк» раскроет свой солнечный отражатель в виде пирамиды из металлизированной пленки, которая в 20 раз тоньше человеческого волоса.

Эта пирамида, как большое зеркало, будет пускать "солнечные зайчики" на Землю, и после запуска нашей рукотворной звездой можно будет любоваться во многих городах - его будет видно невооруженным глазом!

По ходу работы случайно выяснилось, что у проекта, оказывается, есть и вполне прикладная цель - изучение нового подхода по возвращению космических аппаратов на землю - аэродинамического торможения.

Проще говоря, чтобы спутники не падали на землю, они должны вращаться вокруг Земли с определенной скоростью.
И это становится потом проблемой, когда спутник выработал свой ресурс. Чтобы вернуть аппарат на Землю, его необходимо затормозить, а для этого нужен двигатель и топливо, которое еще нужно взять с собой.
Проект «Маяк» предлагает свое оригинальное решение этой проблемы - небольшой отсек объемом примерно 1 литр со сложенным отражателем, который надувается, когда спутник выработал свой ресурс, и эффективно тормозится об атмосферу.

Это же решение пригодится и для борьбы с существующим космическим мусором, который грозит скоро стать серьезной проблемой. Мы всего этого не планировали, но должна же у проекта быть хоть какая-то научная цель! :D

цитата миссии проекта «Маяк»:

Космос гораздо ближе, чем думает большинство людей

Люди думают, что космические спутники – это монстры стоимостью миллионы долларов, весом в несколько центнеров и размером с небольшой грузовик.
На самом деле, последние лет 10 активно набирают популярность микроспутники размером с коробку из-под обуви.

С развитием электроники и миниатюризации, в эти «CubeSat» сейчас получается запихнуть то, что во времена Королёва заняло бы целую комнату.

Такой спутник и стоит дешевле – буквально несколько сотен тысяч рублей, и на одну ракету их можно взять целую пачку. Так что мировая космонавтика уже переживает третью волну эволюции: От государственного дела сверхдержав в 60х годах с военным прицелом, она уже к 90м стала бизнесом, а сейчас начинает будоражить умы простых людей.

Помните, как в фильме «Гостья из будущего» у детей было внеклассное задание — запустить спутник на орбиту? Вот это становится реальностью.

О начале работ по проекту и первых стратосферных испытаниях мы уже писали на нашем сайте SuperFonarik

Полноразмерный макет спутника и отражателя мы показывали на московском "Гик Пикнике" в прошлом году:

Потом - защищали эксизный проект в Курилке Гутенберга на площадке "Digital October":

Про нас писали N+1, ПопМех, Огонек, Наука 2.0 выходили сюжеты на 360tv, России-24, по 1 каналу, и еще во многих других СМИ. В общем, проект интересный :)

А дальше хардкор было много работы - в результате наземных и стратосферных испытаний оказалось, что надувная конструкция не годится - с нашим бюджетом мы не смогли достаточно герметично склеить ребра отражателя, чтобы баллоны не травили газ. Реакция разложения реагента, который использовался для наддува ребер, оказалась обратимой при наличии воды, и реагент уже в ребрах превращался обратно в порошок.

Предлагались решения с удалением воды по ходу процесса, но они были или очень дорогими, или некомпактными.

Поэтому в октябре 2015г. мы поменяли конструкцию аппарата и разработали другую систему раскрытия, с тремя складными ребрами жесткости (рулетками), выдвигаемыми из спутника.

Этот механизм уже успешно опробован на нескольких спутниках-предшественниках. Например, таким же образом разворачивал солнечный парус LightSail, который в прошлом году успешно завершил свою миссию.

Месяц назад мы успешно завершили сбор средств на строительство летного экземпляра на "Boomstarter"

Первый российский 3D-печатный спутник

В разработке и производстве спутника активно используется 3D-печать.

Собственно, из этого проекта и родилась год назад наша компания Cheap3D. Для макетирования нам нужен был 3D-принтер, который может печатать большие детали, печатать их много, долго и с хорошим качеством. Так что можно сказать, что у нашего принтера - "космические корни" :D

Разумеется, распечатан будет не весь "Маяк": основная рама и нагруженные конструктивные детали фрезеруются из алюминия, но добрая часть деталей впервые в России полетят на орбиту распечатанными из пластика.

90% 3D-печатных деталей нужны на этапе проектирования, чтобы собрать все части вместе и проверить их работу.
Над спутником работают десятки людей, и работа всех групп идет параллельно.

Габариты спутника очень небольшие (34x10x10см), компоновка крайне плотная, и любое серьезное изменение какой-либо части или подсистемы приводит к необходимости полностью переделывать аппарат практически с нуля.

Поэтому примерно раз в месяц нам приходится заново перепечатывать весь "Маяк" под новую компоновку и впихивать его в заданные габариты. Потом кто-то из инженеров придумает новое элегантное решение какой-нибудь задачи, и процесс повторяется заново.

Например, на раннем этапе мы печатали такой вот контейнер длиной 345мм для стратосферных испытаний, в который укладывается сделанная по обходной технологии более толстая пленка:

Для печати мы используем пластик от REC - он нам больше всего нравится по качеству и отрадно, что компания REC тоже присоединилась к проекту!

Проект Космомаяк привлек нашу компанию своей идеей микроспутника и перспективой выхода на рынок малых космических коммерческих аппаратов. Мы давно наблюдали за различными похожими проектами за рубежом и были приятно удивлены наличием похожего проекта у нас в России!
У нас сложилось представление, что применение технологии 3D-печати вполне вписывается в концепцию создания большого количества микроспутников под разные задачи и проект "Космомаяк" подтвердил их.
У ребят очень классная идея и интерес к ней со стороны населения подтвердился успешной краудфандинговой компанией.
Со своей стороны, мы поддерживаем ребят расходными материалами для 3D печати, что позволяет им быстрее тестировать свои гипотезы. Самое интересное, 3D печать будет использоваться не только в прототипировании, но и в реальном аппарате, который выйдет на орбиту!
Для нас очень интересно поучаствовать в таком проекте и стать частью новой эпохи в освоении космоса! В ближайшее время наша компания планирует вывести новые материалы, ориентированные на использование в экстремальных условиях космоса и данный проект позволит и нам проверить несколько гипотез :)

В летном экземпляре "Маяка" печататься будут всего лишь несколько деталей, которые очень дорого фрезеровать. Это направляющие для рулеток, детали системы раскрытия, кожух батареи, крепления плат электроники и несколько внутренних элементов.

Для того, чтобы 3D-печатные детали можно было без помех запустить в космос, они проходят ряд испытаний.

На прошлой неделе мы испытывали макет "Маяка" в климатической камере, чтобы проверить работоспособность электроники, батареи и конструкции при низких температурах:

Испытали батарею, электронику:

Измерили тягу реактора-двигателя спутника, работающий на разрыхлителе для теста :D

Испытали и систему расчековки и раскрытия:

На следующей неделе запланирован большой тест всех систем в сборе в вакуумной камере:

Очень важный момент с 3D-печатными деталями (и пластиковыми деталями вообще) - дегазация. В вакууме из пластика начинают выделяться летучие компоненты. Это не страшно само по себе, но твердые частицы из этих газов могут осесть на деталях основного аппарата (например, на зеркале телескопа) и помешать их работе. Поэтому весь пластик выдерживается несколько дней в вакууме, пока он не перестанет "газить".

Скажем, кожух нашей батареи после дегазации полегчал на 0.12г:

В процессе конструирования несколько раз испытали всё в стратосфере:

Далее - финальная сборка, виброиспытания и уже затем - установка на ракету-носитель.

Запуск

Очень приятной новостью стало то, что РосКосмос проникся идеей "Маяка" и взялся запустить нас с Байконура в июле 2016 года на «Союзе-2».

Основная полезная нагрузка - аппарат «Канопус-В-ИК», который будет наблюдать за лесными пожарами, но у ракеты есть небольшой запас по массе груза, и вместе с «Канопусом» выведут еще несколько малых спутников, в том числе и наш "Маяк". Их отстрелят на низкой околоземной орбите, а "Канопус" на "Фрегате" полетит дальше на солнечно-синхронную орбиту. Это большая удача, так как запуск на коммерческих условиях стоит 11 миллионов рублей.

Сейчас наш «Маяк» уже почти готов, но предстоит еще много циклов испытаний перед тем, как он отправится на орбиту.

Вместе мы сделаем космос ближе, а уже этим летом вы сможете посмотреть на ночное небо и найти там яркую рукотворную звезду, созданную российскими энтузиастами!

С Днем Космонавтики!

Отзывы:

06.04.2017

А сейчас? ))))

10.02.2017

Так "Маяк" в космосе уже?

01.09.2016

Так "МАЯК" в космосе уже?