VERA и отечество: российские ученые отправили в космос армию спутников

Испытания плазменного двигателя для кубсатов, тестирование новых фотопреобразователей — элементов солнечных батарей, проверка механизма раскрытия спутниковых антенн. Такие задачи, в частности, будут выполнять спутники, которые отправились на орбиту с помощью ракеты-носителя «Союз-2.1б» и разгонного блока «Фрегат». Всего было запущено 55 российских и зарубежных аппаратов. Это рекордное количество для отечественных запусков. «Известия» разобрались, чем еще знаменателен этот старт и какие наблюдения и научные эксперименты будут проводить отправленные в космос исследовательские комплексы.

Рекордный запуск

5 ноября 2024 года в 02:18 мск с космодрома Восточный состоялся старт ракеты-носителя «Союз 2.1б». Совместно с разгонным блоком «Фрегат» она вывела 55 спутников на солнечно-синхронную орбиту. По количеству выведенной одновременно в космос полезной нагрузки запуск стал рекордным для России. «Известия» разобрались, какие научные эксперименты и исследования будут проводить аппараты.

Как рассказали ученые, в качестве основного груза на орбиту были отправлены два гелиофизических спутника — «Ионосфера» № 1 и № 2. Это аппараты массой по 430 кг, которые будут следить за физическими процессами, происходящими в верхних слоях атмосферы Земли.

В том числе они изучат возмущения электромагнитных полей в ионосфере, которые провоцируют магнитные бури на земле. Это поможет уменьшить количество негативных последствий, которые вызывают эти явления. Также в задачи спутников входит исследование солнечной плазмы и космического излучения.

— С Земли мы изучаем ионосферу издалека и видим только нижнюю ее часть (примерно до 300–400 км). Со спутников же на высоте более 800 км можно изучать эту область пространства, условно говоря, с противоположной стороны. Такие наблюдения совместно с земными инструментами дают наиболее полную, комплексную картину, — пояснил «Известиям» директор Института космических исследователей (ИКИ) РАН Анатолий Петрукович.

Он отметил, что использовать полученные данные будут многие организации. В том числе Росгидромет — для прогноза космической погоды. Как ожидается, через полгода группировку пополнят еще два аналогичных исследовательских комплекса. А еще через некоторое время к ним присоединится «Зонд-М» — аппарат, который ориентирован непосредственно на изучение Солнца.

Малоразмерные космические аппараты

В Роскосмосе сообщили, что в ходе запуска на орбиту также доставили целое созвездие космических аппаратов малой размерности. Это кубсаты — спутники, которые состоят из 3, 6, 12 или 24 юнитов — блоков размерами 10х10 см. В их числе — 49 отечественных аппаратов, по одному — совместного производства с Китаем и Зимбабве и два — иранского производства. При этом 24 аппарата составят часть автоматической идентификационной системы SITRO-AIS и будут использоваться для идентификации судов в морях и океанах.

У остальных спутников главные задачи — научные и образовательные. Они запущены в рамках двух проектов: «Универсат» «Роскосмоса» и Space-Pi Фонда содействия инновациям.

— Основное назначение минувшего запуска — предоставить университетским командам возможность получить опыт создания космическими аппаратов, управления ими и отработки научных и практических экспериментов. В дальнейшем такие навыки помогут молодым специалистам реализовывать крупные проекты в космосе, — рассказал «Известиям» руководитель отдела проектов малых космических аппаратов (МКА) компании «Геоскан» Александр Хохлов.

Он пояснил, что вес большинства запущенных наноспутников составляет от нескольких до двух десятков килограммов. Они просуществуют на орбите порядка двух лет, после чего сгорят в плотных слоях атмосферы. Тем не менее предполагается, что за время их эксплуатации будут протестированы многие инновационные решения и получены важные научные и технические результаты.

В частности, как отметили специалисты, на спутнике Vizard-ion будет впервые запущен в коммерческую эксплуатацию импульсный плазменный двигатель VERA для малоразмерных спутников отечественной разработки. Рабочим телом для этой силовой установки служит пластмасса — диэлектрическая трубка из термопластика полиацеталя. Она по мере работы двигателя «выгорает» изнутри, при этом образуется плазма, которая создает реактивную тягу.

— Можно предположить, что в полете благодаря VERA будут отработаны маневры с целью коррекции орбиты космического аппарата для лучшего наблюдения Земли, — предположил один из основных разработчиков силовой установки, заведующий лаборатории плазменных ракетных двигателей НИЯУ МИФИ Игорь Егоров.

По его словам, успешное применение двигателя подтвердит его заявленные характеристики, что будет способствовать организации его серийного производства.

Первый российско-китайский спутник

Вместе с тем интерес представляет спутник HyperView-1G, который спроектирован и изготовлен Самарским национальным исследовательским университетом имени академика С.П. Королева. Это аппарат, на котором установлен самый «острый» из разработанных в России гиперспектрометров. Такой прибор используют для съемки наземных объектов в разных диапазонах электромагнитного спектра. Самарская разработка позволяет получать изображение с разрешением до 7 м на пиксель.

Основное предназначение спутника — отслеживать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары. С ним в паре будет работать еще один самарский аппарат Colibri-S. Он также оснащен гиперспектрометром — меньшего разрешения, но при этом с одной из рекордных полос захвата.

Также волжский город представил аппарат «СамСат-Ионосфера», который дополнит группировку больших исследовательских комплексов «Ионосфера-М». Особенность кубсата — в оригинальной платформе, на которую установлена полезная нагрузка.

— В числе прочего здесь применили систему раскрытия выносных элементов антенны с оригинальными запатентованными замковыми устройств. Они сконструированы на основе сплавов с низкой температурой плавления. Устройство выдерживает сильные вибрации и обеспечивает стабильное срабатывание. Кроме того, в платформе заложена глубокая интеграция между системами и ряд улучшений для получения устойчивого канала связи, — объяснил младший научный сотрудник Лаборатории перспективных фундаментальных и прикладных космических исследований на базе наноспутников Самарского университета Степан Шафран.

Помимо прочего, примечателен и первый совместный российско-китайский спутник «Дружба АТУРК». Над его созданием трудились студенты Амурского государственного (Благовещенск) и Харбинского политехнического университетов.

Для этого аппарата молодые специалисты из КНР создали камеру с высоким разрешением, которая способна с орбиты около 500 км запечатлеть участки поверхности Земли площадью до 2,5 м. В свою очередь, россияне интегрировали в спутник разработанный ими модуль «Фотон-Амур», который позволит исследовать на фотоэлектрические преобразователи — элементы солнечных батарей.