СПУТНИКС История развития и перспективы Станислав Карпенко техн

СПУТНИКС. История развития и перспективы. Станислав Карпенко, техн. директор ООО СПУТНИКС Никита Ивлев, ведущий инженер ООО СПУТНИКС 1

СПУТНИКС: введение • СПУТНИКС - частная российская компания, занимающаяся разработкой, изготовлением и наземными испытаниями малых космических аппаратов (МКА), а также перспективных элементов и систем для МКА. Коротко о компании: • Основана зимой 2012 г. , бывшее подразделение СКАНЭКС; 4 человека в штате; • Август 2012 г: резидент Сколково; получен грант в сумме ~40 млн. руб. ; • Лето 2013 г – разработаны функциональные макеты систем МКА; штат 22 человека; • Осень 2013 г – подписан контракт с МКК «Космотрас» на запуск демонстратора на РН «Днепр» ; • 19 июня 2014 г – аппарат «Таблетсат-Аврора» выведен на орбиту вместе с другими 32 спутниками. 2

СПУТНИКС: участие в проекте «Чибис-М» разработки ИКИ РАН • • • Дата запуска: 25 января 2012 года Миссия: Исследование физических процессов при атмосферных грозовых разрядах Масса: 36 кг Наклонение орбиты i= 51. 7º, Высота орбиты h= ~500 км. Моменты инерции: Jx= 1. 16 кг·м 2, Jy= 1. 61 кг·м 2, Jz= 1. 86 кг·м 2. Система ориентации и стабилизации «Чибис-М» разработка ООО «СПУТНИКС» : Состав системы: n Датчики определения ориентации: o Магнитометр, o Солнечный датчик, o Датчик угловой скорости. n Исполнительные элементы: o Электромагнитные катушки, o Маховики. n Бортовой компьютер. 3

СПУТНИКС: этап Сколково (по август 2013 г) Разработаны открытые Plug-and-Play спецификации на: • информационный интерфейс со служебными системами и полезной нагрузкой (ПН); • механические и электрические интерфейсы со служебными системами и ПН; • интерфейс распределения питания; • интерфейс демонстрационной платформы с потенциальными средствами выведения. Доступ открыт: www. sputnix. ru 4

СПУТНИКС: служебные системы (по март 2014 г) 5

СПУТНИКС: Служебные системы Цифровой солнечный датчик на PSD-диоде Параметр Значение Поле зрения Шум Напряжение Потребляем мощность ± 60° Точность: ± 1° 5 В 0, 08 Вт Масса Габариты Интерфейс 100 гр 19 x 46 x 38 мм RS-485 Температур диапазон -40. . . +100°С Орт направления на Солнце Тип данных 6

СПУТНИКС: Служебные системы Датчик угловых скоростей + магнитометр Параметр Значение Диапазон измерений Разрешение Точность Питание Масса Габариты Потреб мощность До ± 10°/с 0, 0005°/с ± 0. 01°/с 5 В и 12 В 100 гр 34 x 38 x 66 мм 1. 5 Вт Цифровой интерфейс CAN 2 B или Space. Wire 7

СПУТНИКС : Служебные системы Магнитометр Параметр Диапазон Разрешение Шум Питание Масса Габариты Потреб. мощность Цифровой интерфейс Модель SX-MAG-03 Модель HMR-2300 r ± 200 000 н. Т 6, 7 н. T Менее ± 100 н. Т 12 В 5 В и 12 В 100 гр 60 гр 72 x 74 x 25 мм 34 x 38 x 25 мм 0. 6 Вт CAN 2 B или Space. Wire 8

СПУТНИКС : Служебные системы Звёздный датчик Параметр Значение СКО ошибка определения направления оптической оси СКО определения угла разворота вокруг оптической оси Рабочая угловая скорсоть Потребляем мощность До 3 град/сек 1 Вт Масса Габариты Интерфейс 585 гр 120 x 114 x 148 мм CAN 2 B Температур диапазон -40. . . +80°С Кватернион ориентации и угловая скорость Тип данных менее 1 менее 6 9

СПУТНИКС : Служебные системы Двигатели-маховики Модель SX-WH-03 SX-WH-06 SX-WH-17 SX-WH-25 SX-WH-50 Макс. момент, Нм Mакс. кин. момент, Нмс Средняя мощность, Вт Масса, гр Габариты, мм 0. 0026 0. 0052 0. 0165 0. 0215 0. 0471 0. 03 0. 06 0. 17 0. 25 0. 50 1, 5 2, 8 2, 3 2, 8 150 68 x 70 x 43 180 72 x 74 x 46 220 72 x 74 x 68 300 84 x 86 x 71 450 88 x 90 x 79 Питание, В Интерфейс 5 В и 12 В CAN 2 B или Space. Wire 10

СПУТНИКС : Служебные системы Электромагнитные катушки Модель SX-MT-20 SX-MT-35 SX-MT-50 Макс. магнитный момент 2 А∙м 2 3. 2 А∙м 2 5 А∙м 2 Макс. потреб. мощность 0, 35 Вт 0, 55 Вт 0, 85 Вт Масса Габариты 160 гр 150 мм, Ø 15 мм 180 гр 232 мм, Ø 16 мм 200 гр 330 мм, Ø 10 мм 11

СПУТНИКС : Служебные системы Блок управления электромагнитами Параметр Значение Питание 12 В Потреб мощность, без электромагнитов 1 Вт Масса 180 гр Габариты 66 x 26 мм Цифровой интерфейс Макс. магнитный момент для каждого из 3 -х электромагнитов CAN 2 B до 8 A∙м 2 12

СПУТНИКС : Служебные системы Гиродин Параметр Значение Макс момент Макс кин. момент Питание Номин. мощность Макс. мощность Масса Габариты Интерфейс 0, 20 Нм 0. 013 Нмс 5 В и 12 В 5. 2 Вт 22, 2 Вт 330 гр 146 x 50 x 47 мм CAN 2 B или Space. Wire 13

СПУТНИКС : Служебные системы Блок системы ориентации и стабилизации Модель SX-ADCSCU-02 Питание 12 В ± 2, 5 В Потреб мощность 1 Вт Масса 300 гр Габариты 109 x 106 x 45 мм Интерфейс CAN 2 B или Space. Wire Температурный -40. . . +60°С диапазон 14

СПУТНИКС : Служебные системы Блок системы ориентации и стабилизации • Алгоритмы определения ориентации для различных комбинаций датчиков (магнитометр, ДУС, звездный датчик, солнечный датчик), различной сложности и точности; • Алгоритмы стабилизации с использованием двигателеймаховиков, гиродинов, электромагнитных катушек; • Алгоритмы прогноза движения МКА по орбите; • Алгоритмы бортового супервизорного контроля. 15

СПУТНИКС : шина Space. Wire Бортовой комплекс управления на шине Space. Wire Роутер Электроника 16

СПУТНИКС : Служебные системы Бортовой GPS-приемник Погрешность «сырых» измерений: • по координате – 15 м (2 м после постобработки); • по скорости: 0. 03 м/с (0. 015 м/с после постобработки). Частота выдачи данных– 5 Гц. Время «холодного старта» - до 3 минут. 17

СПУТНИКС : Служебные системы Переключаемая антенна X-диапазона Параметр Коэф усиления, д. Б КСВ КЭ Полоса пропускания, МГц (КСВ ≤ 1, 18) время переключения лучей, мс Ширина ДН Масса (с антенным переключателем), гр Значение не менее 5. 8 не более 1, 18 не менее 0, 68 7950 -8600 не более 15 128° 950 18

СПУТНИКС : оборудование Имитация невесомости; Отладка алгоритмов ориентации и стабилизации; Калибровка сенсоров и исполнительных элементов; Измерение остаточного магнитного момента. 19

СПУТНИКС : дополнительное оборудование Климатическая камера (-70°С до +150°С, 400 х400 мм); Имитатор Солнца для калибровки солнечных датчиков (спектр, диаметр пятна 68 мм, параллельный пучок); Поворотный стол для калибровки датчиков ориентации (точность позиционирования 30’’); Балансировочный станок для двигателей-маховиков; Станок с ЧПУ (покрывает 80% наших потребностей); 20

Таблет. Сат-Аврора: технологический демонстратор (с ноября 2013 г) • Масса аппарата: не более 25 кг; • Ориентация: трехосная активная; • Нагрузка: панхром. камера (15 м@47 км); • Приемные станции: сеть СКАНЭКС; • Режим работы камеры: 5 мин. на витке. • Радиоканал: 8192 МГц@70 МБит/сек • Тип орбиты: солнечно-синхронная; • Высота орбиты: 607 км; • Наклонение: 97, 98; • Долгота восходящего узла: 10: 30; • Запуск: июнь 2014 г. 21

Таблет. Сат-Аврора: ноябрь-февраль 2013 г 22

Таблет. Сат-Аврора: автономные испытания (март-апрель 2014 г) 23

Таблет. Сат-Аврора: сборка (май 2014 г) 24

Таблет. Сат-Аврора: сборка (май 2014 г) 25

Таблет. Сат-Аврора: сборка (май 2014 г) 26

Таблет. Сат-Аврора: сборка (май 2014 г) 27

Таблет. Сат-Аврора: пусковая база в Ясном (июнь 2014 г) 28

Таблет. Сат-Аврора: пусковая база в Ясном (июнь 2014 г) 29

Таблет. Сат-Аврора: старт 19. 06. 2014 30

31

Таблет. Сат-Аврора: что получилось 32

Таблет. Сат-Аврора: что получилось (2) 33

Таблет. Сат-Аврора: что получилось (3) 34

Таблет. Сат-Аврора: что получилось (4) 35

Таблет. Сат-Аврора: критерии успеха • • • Спутник прошел весь цикл испытаний и оказался орбите, независимо от того, как он начал работать? Весовые коэффициенты 100% систем на борту – полный успех; Без аппаратуры ДЗЗ: минус 50% Без прочих экспериментов (БКУ, GPS): минус 50% Если аппарат полетел только с системой ориентации: успех 30%. Успешное выполнение спутником всех технологических задач: ДЗЗ, система ориентации, прочие эксперименты (БКУ, GPS) в течение полугода? Весовые коэффициенты: Съемка земли: 50% Работа системы ориентации: 25% Работа GPS, БКУ и других экспериментальных приборов: 25%. В случае выхода аппарата из строя раньше, чем пройдет полгода: в период <1 месяцев – 0% в период <6 месяцев – 30 %. 36

СПУТНИКС: дальнейшие планы • Анализ ошибок, допущенных при проектировании Таблет. Сат-Аврора, поиск путей их устранения. • Переосмысление и доработка концепции Plug-and-Play и концепции быстрой сборки спутника. • Коммерциализация имеющегося задела. • Создание коммерчески выгодного аппарата дистанционного зондирования Земли. • Создание группировки из высокодетальных и низкодетальных аппаратов дистанционного зондирования Земли. 37

Спасибо за внимание! http: //www. sputnix. ru 38