Якутский спутник вышел на связь: кто, как и зачем управляет «Чолбоном» с Земли

О том, как выглядит повседневная жизнь «Чолбона» на орбите и чем занята команда, рассказал главный конструктор спутника Андрей Петров.

Якутия впервые получила возможность работать с космосом напрямую через собственный спутник. Малый космический аппарат «Чолбон» уже полтора месяца находится на орбите Земли, регулярно выходит на связь и передает данные. Его сигналы принимают радиолюбители в разных странах, с него скачивают фотографии, к нему готовят ученические программы. Ситуация для региона уникальная: образовательный проект дошел не до макета или выставочного образца, а до полноценного работающего аппарата.

Проект вырос из работы Малой академии наук Якутии при поддержке образовательного центра «Сириус». Несколько лет назад обсуждалась конструкция и испытательные стенды, сегодня спутник стал реальным инструментом для учебы и исследований. В конце января аппарат официально передали в эксплуатацию, после чего началась его постоянная рабочая фаза.

«Чолбон», готовый к интеграции

Обычные дни космического аппарата

После запуска спутника началась спокойная работа по расписанию. Команда делит задачи на обслуживание систем и получение данных с приборов.

 «Утром первым делом смотрим состояние аппарата. Сбрасываем сторожевые таймеры, подстраиваем бортовое время, проверяем заряд аккумуляторов и угловые скорости», — объяснил Андрей Петров.

Такие операции занимают считанные минуты, но пропускать их нельзя. Если не следить за базовыми параметрами, спутник может перейти в «безопасный режим», то есть отключить научную аппаратуру, или начать неконтролируемо вращаться. Команде важно держать его в стабильном состоянии. Поэтому отдельное внимание ориентации аппарата.

«Примерно раз в неделю включаем режим гашения угловых скоростей. Это нужно, чтобы он не раскручивался и сохранял нормальное положение».

МКА на этапе интеграции Полезной нагрузки

Вторая часть работы связана с научными приборами и передачей информации на Землю. Операторы каждый день скачивают фотографии с камеры и выгружают накопленные данные спектрометра.

«Более сложные операции проводим реже: загрузка изображений для радиолюбителей или обновление программ на борту происходит по мере необходимости», — добавил Андрей.

Связь по расписанию

Связаться со спутником можно только тогда, когда он находится в зоне радиовидимости станции. Эти промежутки короткие, поэтому работа операторов строится по точному графику. Сейчас в команде три оператора, дежурства выпадают на утро и вечер.

 «Обычно у нас по три–четыре сеанса за смену. Каждый длится около десяти минут, с промежутком между сеансами в полтора часа. Работаем вдвоем: один управляет, второй наблюдает параметры, чтобы ничего не упустить».

Андрей Петров добавил, что даже короткий сеанс требует подготовки, ведь импровизации в космосе невозможны.

Что измеряет «Чолбон»

Главный научный прибор спутника регистрирует уровень космического излучения. Сейчас команда сосредоточена на накоплении информации и настройке программ обработки.

«Пока идет первичный набор данных. Какие-то выводы можно будет делать через 2-3 месяца, когда появится статистика», — пояснил Артем Мардин, инженер-конструктор и один из операторов.

Параллельно готовится открытый доступ к измерениям.

«К началу летних учебных смен в Малой академии наук мы хотим запустить портал, где школьники смогут работать с реальными данными спектрометра, и использовать их в своих проектах, например, на конференции “Шаг в будущее»».

Камера и расчеты времени

У «Чолбона» нет системы ориентации, поэтому работа с бортовой камерой требует некоторой подготовки. Для хорошего кадра необходимо точно рассчитать время съемки и смоделировать, куда в этот момент будет направлен объектив. Это тоже является задачей команды операторов.

— Камера используется для образовательных целей. Так как аппарат небольшой, системы ориентации у него нет, только стабилизация; поэтому камеру направлять трудно (но возможно, если правильно посчитать баллистику). Планируем дать доступ к камере ученикам, чтобы они по команде из своих программ могли делать снимки, научим их высчитывать время съемки и делать приблизительную привязку к местности, для будущей работы со снимками аппаратов ДЗЗ (Дистанционное зондирование Земли). Из более научного хотим поснимать северное сияние, вместе с гамма-спектрометром должны получиться интересные результаты.

Термовакуумные испытания

Практическое значение данных

Проектом заинтересовано научное сообщество. Команда сотрудничает с Институтом космофизических исследований и аэрономии (ИКФИА) имени Ю.Г.Шафера.

 «Данные с «Чолбона» могут использоваться в их исследованиях. Особенно это касается наблюдений сияний и космических лучей. С помощью спутника можно делать оценки состояния ионосферы, а это напрямую влияет на качество спутниковой связи и интернета в удаленных регионах».

Как школьники отправляют код на орбиту

Взаимодействие со спутником строится как серия лабораторных работ. Участники будущей образовательной смены — «КосмоМАНия» в Малой академии наук — напишут программы для бортовых микроконтроллеров, проверят их на испытательном стенде, после чего код отправится на аппарат.

«Процесс выглядит довольно длинным, но он дает понимание полного цикла. От идеи и строчки кода до результата, полученного с орбиты».

Среди заданий встречаются поиск границ радиационных поясов Земли, съемка выбранных участков поверхности, передача текстовых сообщений радиолюбителям и даже поиск магнитной аномалии в далекой Бразилии.

«Мы стараемся делать лабораторные работы наглядными, чтобы результат можно было увидеть через несколько дней, а не через год».

Станция приемо-передачи в Малой академии наук

Какие навыки появляются в процессе

Работа со спутником объединяет физику, программирование и радиотехнику. Уже на этапе испытаний появились первые исследовательские проекты школьников.

 «У нас была работа по обработке данных спектрометра, ее делала ученица седьмого класса. Для такого проекта нужны серьезные знания по физике космических лучей».

На базе «Кванториума» в Якутске действует один из пунктов управления, где планируют проводить курсы для начинающих операторов.

Андрей отдельно остановился на радиолюбителях. Интересное хобби объединяет тысячи людей.

«Мы уже получали отчеты о приеме сигналов из Бразилии, Западной Европы, Китая и, конечно, из России. Для ребят это сильная мотивация, когда понимаешь, что твой спутник слышат на другом конце планеты».

Состояние аппарата на орбите

Через полтора месяца после запуска спутник сохраняет устойчивую работу.

 «По бортовым системам все штатно. Энергобаланс хороший, даже лучше расчетного».

По работе наземных систем у команды есть небольшие замечания, которые сейчас устраняются совместно со специалистами «СПУТНИКС» и «ЯКС». Выявление подобных проблем — основная цель проведения испытаний и нормальная часть эксплуатации космической техники.

Космические открытки

В ближайших планах остается трансляция SSTV-открыток ко Дню родного языка и письменности. Со спутника отправят закодированные изображения, которые радиолюбители на Земле смогут принять и расшифровать. Андрей Петров пояснил, что это традиционная практика в радиолюбительской среде и им хотелось бы популяризовать ее в Якутии.

«Люди принимают сигнал, присылают подтверждение, а мы отправляем им памятную карточку. Чем сложнее принять сигнал, тем интереснее для коллекции».

***

«Чолбон» перестал быть новостью о запуске. Спутник работает ежедневно, собирает данные и стремительно переходит из теории в практику. Для якутских школьников космос больше не выглядит далёкой темой из учебника и интернета. Он отвечает сигналами с орбиты.

Малая академия наук  

УлуусМедиа