Ознакомительное занятие со школьниками. Тема: Современная космонавтика и системы малых космических аппаратов

На базе учебно-исследовательской лаборатории функциональная безопасность космических аппаратов и систем МИЭМ в 2016 году были открыты два направления: Центр управления полетами малыми космическими аппаратами с рабочей группой по созданию аппаратно-программного комплекса в области космических технологий и уникального испытательного стенда полунатурного моделирования и разработки микроспутников.

            Цель создания – решение практико-ориентированных образовательных и научно-технологических задач научно-технического развития Российской Федерации с использованием космических технологий, а также встраивание Университета в международную повестку глобальных научно-технологических вызовов в области космических технологий и занятие в ней лидерских позиций.

            Деятельность лаборатории открывает возможность привлечения научно-педагогическими работниками талантливых студентов и молодых преподавателей в проекты аэрокосмической направленности, деятельность по развитию проектов в области учебной и научно-исследовательской кооперации с ведущими зарубежными научно-образовательными центрами.

            В УИЛ ФБКАиС находится комплекс имитаторов космической среды «Терра». Данный комплекс предназначен для проведения экспериментов с моделями спутников, собранных из конструктора «ОрбиКрафт».

В лабораторную установку входят:

1. Имитатор магнитного поля Земли одноосный. Создает одноосное управляемое магнитное поле.

2. Имитатор Земли, который создает внешний вид Земли, видимый с борта спутника; имитацию движения спутника по экваториальной орбите; условия съемки определенных участков поверхности; условия связи с «Землей» по телеметрической и телекомандной радиолинии; условия передачи данных на «Землю» по высокоскоростному каналу связи.

3. Имитатор Солнца, создающий пучок света, схожий с солнечным.

            Для выполнения практико-ориентированных задач функционального тестирования МКА УИЛ ФБКАиС оснащена лабораторным стендом полунатурного моделирования.

Стенд полунатурного моделирования позволяет провести верификацию разработанных сотрудниками и студентами лаборатории математических моделей с учетом их программно-аппаратной реализации, с учетом характеристик датчиков и исполнительных элементов систем управления, близких по характеристикам к реально эксплуатируемым и перспективным бортовым служебным спутниковым системам и, как следствие, разработать методику функционального тестирования космических аппаратов.
Стенд полунатурного моделирования состоит из:

            На лекции будет представлено оборудование для приема телеметрии со спутников. Комплекс, позволяющий принимать радиосигналы космических аппаратов. Он основан на так называемом программно-определяемом радио. Это означает, что такие операции, как фильтрация и демодуляция радиосигнала, осуществляются в основном программным обеспечением, а не электронными фильтрами и устройствами, как в «обычных» приёмниках. Это позволяет с одним и тем же приёмником принимать совершенно разные сигналы, используя подходящие программы. Комплекс включает в себя две стационарные антенны на диапазоны 136...146 и 435...438 МГц

            В первой части лекции будут рассмотрены современные малые космические аппараты (МКА) представляют собой сложные многофункциональные технические устройства. Помимо малых размеров и веса, к их отличительным чертам можно отнести применение новых технологических подходов в конструировании, проектировании и эксплуатации аппаратов. Также для них характерно широкое применение современной электронной базы с учетом стоящих перед МКА конкретных практических задач широкого спектра.

            К этим задачам относятся дистанционное зондирование поверхности и атмосферы Земли; радиолокационные исследования, оптический контроль и мониторинг состояния космического пространства; исследование тросовых систем и многие другие.

            При этом, специалистам, обеспечивающим функционирование МКА и систем КА, необходимо обладать высокой квалификацией для обеспечения рабочей конфигурации МКА и систем КА на орбите, надежного бортового программного компонента, удаленного роботизированного обслуживания и управления МКА, бесперебойного функционирования всех его систем и встроенных устройств.

           
            На лекции будет продемонстрированно функциональное тестирование обучающего конструктора «Орбикрафт». Конструктор «Орбикрафт» носит комплексный характер, ориентированный на практическое изучение языков программирования, используемых при создании программных продуктов для МКА, в том числе языка программирования C, алгоритмов ориентации и стабилизации МКА, способов передачи информации, получаемой в процессе работы МКА, а также на изучение систем и компонентов МКА - систем связи, магнитометра, датчиков, солнечной батареи и иных систем жизнеобеспечения МКА.