Космические информационные системы и наноспутники

Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П.Королева
(национальный исследовательский университет)
Межвузовская кафедра космических исследований
Собственность ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»
Содержание



Самарский государственный аэрокосмический
университет (национальный
исследовательский университет)
Межвузовская кафедра космических
исследований (МККИ)
Заключение
Направление подготовки
«Прикладные математика и физика»
Магистерская программа
«Космические информационные
системы и наноспутники.
Навигация и дистанционное
зондирование Земли»
Изучаемые специальные дисциплины:













Физика околоземного космического пространства
Системный анализ космических миссий
Управление и навигация в космосе
Спутниковые радионавигационные системы
Методы и средства дистанционного зондирования Земли
Радиотехнические комплексы управления
микроспутниками
Проектирование микроспутников и их систем
Технологии проведения космических экспериментов
Информационные технологии в проектировании
микроспутников (ProEngineer, Altium Design, STK)
Менеджмент и маркетинг при создании микроспутников
Методы обработки измерительной информации
Программирование в среде Java
Использование технологий искусственного интеллекта
при создании микроспутников
Наличие лабораторной базы





Лаборатория компьютерного моделирования
(компьютерный класс на 12 мест с высокоскоростным
Интернетом, лицензионное ПО ProEngineer – для
механического проектирования, Altium Design – для
электронного проектирования, STK – для моделирования
полета)
Центр контроля полета и управления микроспутниками
(для приема и передачи сигналов в радиолюбительском
диапазоне частот)
Лаборатория проектирования и конструирования
микроспутников (паяльные станции, измерительная
аппаратура)
Лаборатория спутниковой радионавигации (набор
оборудования для приема сигналов от СРНС
ГЛОНАСС/GPS и имитации реальных сигналов на 10
пользователей)
Лаборатория испытаний бортовых систем
микроспутников (набор приемо-передающих модулей,
вакуумные камеры, вибростенды)
Российские партнеры






Самарский государственный
университет
- Ульяновский государственный
университет
- Институт космических исследований
РАН
- Институт прикладной математики
им.Келдыша РАН
- Московский государственный
университет
- Московский физико-технический
университет
-
-
-
Зарубежные партнеры:
университет Лессиус (Бельгия)
университет г.Дельфт (Голландия)
университет Лулеа (Швеция)
Белорусский национальный
университет
Днепропетровский государственный
университет
Харьковский национальный
аэрокосмический университет
Достижения: 2007, международный проект по
развертыванию космической тросовой
системы на КА «Фотон-М3», Оборудование
SSAU-YES2
Навигационная антенна
Сумматор сигналов
Блок электроники
Навигационная антенна
Международные летние космические школы:
Перспективные космические технологии и
эксперименты в космосе»
Первая российско-европейская летняя космическая
школа прошла в 2003 году
(в 2011 г. – седьмая Школа)
University of Moderna e Reggio Emilia
(Reggio Emilia, Italy)
Universita di Roma "La Sapienza" (Roma,
Italy)
University of Bologna (Bologna, Italy)
ENSICA (Toulouse, France)
Universidad de Valladolid (Valladolid,
Spain)
Universidad Politcnica de Madrid (Madrid,
Spain)
UPM Avda (Madrid, Spain)
Crandfield University (Crandfield, Great
Britain)
Oulu University (Oulu, Finland)
Moscow State University (Russia)
Moscow State Technical University
(Russia)
Scientific-Research Institute Physical
Measurements (Russia)
Samara State Aerospace University
(Russia)
http://www.volgaspace.ru/school/
Текущие проекты: Создание первого наноспутника SamSat-1
(проектирование и изготовление в 2011 г., запуск в 2012 г.)
Назначение наноспутника SamSat-1
1. Отработка технологии запуска микроспутников
с орбитальной ступени РН Союз.
2. Отработка технологии навигации
микроспутника в условиях неконтролируемого
движения.
3. Тестирование нового навигационного
приемника с двумя антеннами и оценка
возможностей его использования для
мониторинга Земли.
4. Отработка технологии использования сети
университетских станций для сопровождения
полёта микроспутника непосредственно до
момент его входа
в плотные слои атмосферы.
5.Исследование динамики движения
микроспутника и отработка технологии
комплексирования навигационных измерений,
магнитометрических измерений, токи зарядки
панели солнечных батарей для определения
динамики движения.
6. Отработка технологии мониторинга
геофизических полей на низких высотах.
Описание компонентов
БЦВМ NanoMind A712 предназначена для
обеспечения координации работы и
мониторинга систем спутника
http://www.cubesatshop.com/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=43&category_
id=8&option=com_virtuemart&Itemid=75
Приёмопередатчик NanoCom U480
предназначен для приёма команд с
наземной станции и передачи телеметрии
на наземную станцию
http://www.cubesatshop.com/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=36&c
ategory_id=5&option=com_virtuemart&Itemid=67
Приёмопередающая антенна ANTSDUPV имеет
складные ленты длиной 55 см на пружинах
http://www.clyde-space.com/cubesat_shop/transceivers_rx_tx/antennas/186_deployable-antenna-system
Контроллер системы управления энергопитанием
CS-1UEPS2-NB предназначен для
распределения энергии между системами
спутника
http://www.clyde-space.com/cubesat_shop/eps/8_1u-cubesat-eps
Описание компонентов
Навигационный приёмник МНП-М7
предназначен для определения параметров
движения центра масс спутника
http://irz.ru/products/12/262.htm
Навигационная антенна ANT GPS/GLONASS A254102920-AMT02 (AMOTECH) предназначена
приёма навигационных параметров со
спутников навигационных систем GPS,
GLONASS http://catalog.compel.ru/antenna/info/ANT%20GPS%2FGLONASS%20A25-4102920AMT02%20%28AMOTECH%29
Трёхосный магнитометр
предназначен для определения
положения спутника относительно
центра масс
Трёхосный акселерометр ADXL330
http://www.analog.com/en/sensors/inertial-sensors/adxl330/products/product.html
Текущие проекты: наноспутник SamSat-2 для
отработки технологий дистанционного зондирования
(запуск в 2013 г.)
1) Отработка элементов бортовых
систем
2) Фотосъёмка базового КА на
этапе отделения и съёмка
поверхности Земли на этапе
функционирования
3) Отработка технологии передачи
изображения
4) Отработка системы
стабилизации
Общий вид наноспутника SamSat-2
Описание компонентов
БЦВМ NanoMind A712 предназначена для обеспечения
координации работы и мониторинга систем спутника
http://www.cubesatshop.com/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=43&cat
egory_id=8&option=com_virtuemart&Itemid=75
Приёмопередатчик NanoCom U480
предназначен для приёма команд с
наземной станции и передачи телеметрии
на наземную станцию
Приёмопередающая антенна ANTSDUPV имеет
складные ленты длиной 55 см на пружинах
Контроллер системы управления энергопитанием
CS-1UEPS2-NB предназначен для
распределения энергии между системами
спутника
Описание компонентов
Навигационный приёмник МНП-М7
предназначена для определения параметров
движения центра масс спутника
Навигационная антенна ANT GPS/GLONASS A254102920-AMT02 (AMOTECH) предназначена
приёма навигационных параметров со
спутников навигационных систем GPS,
GLONASS
Трёхосный магнитометр
предназначен для определения
положения спутника относительно
центра масс
Трёхосный акселерометр ADXL330
Описание компонентов
Фотокамера NanoCam C1U предназначена для
фотосъёмки поверхности Земли с разрешающей
способностью 18 м/pix
Магнитные катушки «CubeSat Magnetorquer»
расположены на печатной плате имеющей
надёжные элементы крепления катушек
Текущий проект: наноспутника SamSat-QB50
(запуск в 2014 г.)
Основное назначение– отработка новых технологий
и проведение экспериментов в космосе.
1) Создание системы, обеспечивающей ориентированный полет спутника, с
низким уровнем потребления электроэнергии
2) Обеспечение обмена данными между системами спутника средствами
беспроводной связи
3) Создание системы навигации и использование ее для изучения
задержки навигационного сигнала в ионосфере Земли
4) Использование низкоорбитальных систем спутниковой связи GlobalStar
для обеспечения непрерывной связи со спутником
5) Тестирование технологии и датчиков измерения параметров термосферы
Земли
Вид наноспутника SamSat-QB50 до и после развертывания
Элементы конструкции и основные системы SamSat-QB50
Place for science sensors
Бортовая аппаратура спутника SamSat-QB50
• Система гравитационной ориентации
• Магнитная система
демпфирования колебаний
• Блок аккумуляторных батарей
• Панели солнечных батарей
• Блок управления
• Приемо-передающая антенна
• Средства беспроводной связи
• Навигационный приемник GPS/ГЛОНАСС
• Магнитометр
• Модем и антенна НССС
Активная система демпфирования
с магнитоприводом
Пассивная система демпфирования: постоянный магнит
и система гистерезисных стержней
Изучение характеристик термосферы
Текущий проект: научно-образовательная программа «Союз», основанная
на использовании орбитальных ступеней РН «Союз» для проведения
научных экспериментов и попутного запуска наноспутников
Transfer
compartment
Containers for microsatellite
Fuel tank of the
third stage
Текущий проект: разработка автономной системы контроля движения
орбитальной ступени РН «Союз»
Научно-образовательный микроспутник для мониторинга геофизических полей
используя спутниковые радионавигационные технологии
Microsatellite
Темы НИР магистров на 2011-2012 год










Мониторинг ионосферы Земли при использовании сигналов
от спутниковых радионавигационных систем.
Использование подсветки Земли со стороны спутниковых
радионавигационных систем для целей дистанционного
зондирования Земли.
Создание лабораторного практикума по управлению и
навигации в космосе, использующего реальную
телеметрическую информацию, поступающую с
университетских микроспутников.
Определение ориентации микроспутника по обработке
данных о токах в панелях солнечных батарей.
Исследование влияния вращения микроспутника на
надежность приема сигналов от спутниковых
радионавигационных систем.
Исследование проблем навигации при групповом полете
микроспутников.
Использование технологии искусственного интеллекта для
повышения надежности и эффективности приемников
спутниковой радионавигации.
Создание виртуальных образов и их использование для
сопровождения научных экспериментов в космосе.
Исследование возможности использования систем
наноспутников для целей дистанционного зондирования
Земли.
Мониторинг состояния термосферы при использовании
наноспутников.