Новый проектный облик лунного микроспутника



    Публикуем материалы открытой отчетной встречи разработчиков лунного микроспутника. Цель проекта: запустить космический аппарат на окололунную орбиту и снять места высадок астронавтов NASA и Луноходов СССР. В настоящий момент реализуется первый этап программы — разработка проектного облика космического аппарата и основных этапов полета.

    15 мая мы провели открытую встречу с командой разработчиков. Музей космонавтики любезно предоставил конференц-зал. Коллеги со студии ЛДК помогли сделать видеозапись.

    Отдельно выкладываем презентацию, которая демонстрировалась на встрече.

    Когда мы объявили о начале проекта полгода назад, то были некоторые надежды удержаться в пределах стандарта CubeSat, и в массе до 50 кг, но чем дальше шла работа тем яснее становилась перспектива роста по всем направлениям.



    Сейчас "в максимальной комплектации" заправленный аппарат получается не легче 160 кг, это уже не микроспутник, а мини-, но в "сухом" состоянии он в два раза легче, поэтому формально в пределах 100 кг держимся и можем считаться микроспутником.


    "Точек роста" несколько:

    Телескоп
    Можно использовать сложную оптическую схему и сделать его длиной 350 мм, но наш оптик утверждает, что в таком случае потребуется высочайшая точность сборки, высокая стойкость к вибрациям, сложность юстировки. В общем слишком высокие риски получить "близорукий" телескоп на орбите. Поэтому "труба" получается 700 мм, зато более неприхотливая по допускам, вибростойкости, температурным искажениям конструкции.

    Бортовой радиокомплекс
    Габариты БРК Х-диапазона получаются 300х300х350 мм, масса 8 кг. Отдельно рупорная антенна. Скорость передачи данных до 1 Мбит/с. Наш радиотехник говорит, что такой скорости при передаче с Луны, в меньших габаритах и массе получится достичь только ценой снижения надежности радиокомплекса.

    Солнечные батареи
    Как ни хотелось запустить простой аппарат, облепленный со всех сторон фотоэлектрическими преобразователями, но энергетики не хватает. Поэтому предусмотрели раскрывающиеся батареи. Расположение плоскости батарей перпендикулярно оси съемки — самое выгодное для батарей, которые не могут вращаться, подстраиваясь под оптимальный угол освещения. Это вынужденный компромисс между надежностью и энергопотреблением.



    Радиаторы
    Мощный бортовой радиокомплекс и прочая электроника будут приводить к сильному выделению тепла, поэтому его придется сбрасывать. Радиаторные панели спрятаны "под мышками" солнечных батарей — там больше всего тени, а значит и эффективнее всего охлаждение излучением.

    Топливные баки
    Поскольку мы не знаем с какой орбиты будет возможность запустить аппарат, рассматриваем два основных варианта: с геостационарной (36 тыс. км над Землей) или лунопереходной (пустили в сторону Луны, а дальше сами). Эта разница требует существенно различающихся запасов топлива. Долго искали компромисс между двумя орбитами выведения. Оптимальнее всего разработать два разных космических аппарата, каждый для своей орбиты. Второй вариант — сделать микроразгонный блок, типа маленького "Фрегата" или "Бриза", но это фактически означает, что придется делать два космических аппарата вместо одного. К счастью нам подсказали компромиссный вариант: проектировать один тип спутника, но с двумя вариантами топливных баков: больше или меньше. Опубликованный вариант облика: большой.


    Двигательная установка
    Пока самое слабо проработанное направление. Предварительно выбрана одна серийная российская модель, но по ней есть еще вопросы, поэтому пока определенности нет. Пока более-менее ясно, что это будет классический вариант двухкомпонентной двигательной установки на АТ/НДМГ. Это просто энергетически самый выгодный вариант. Электроракетные двигательные установки даже не рассматриваем — они требуют слишком много энергии, увеличивают срок полета, повышают требования по радстойкости электроники, т.к. надолго оставляют аппарат в радиационных поясах Земли… Короче, ЭРДУ автоматически прибавляют нолик к итоговой цене проекта.

    Подробнее обо всем этом в видео:



    И презентации.

    Отслеживать развитие проекта можно в сообществе ВК "На Луну", в блоге проекта на Geektimes.
    Проект лунного микроспутника 58,81
    Компания
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 62
    • +6
      Ребята, желаю вам не перегореть в этом деле и всё довести до конца! Держу за вас кулачки!
      • +2
        Спасибо большое за видео.
        Из пожеланий: Хотелось бы получать больше информации по ходу работы над проектом, ведь это безумно интересно. Даже небольшие заметки.
        • 0
          Стараюсь писать по возможности, но поскольку в проекте участвует много людей, далеко не все согласны с тем чтобы выносили все подробности «с кухни». Приходится искать компромисс.
          • 0
            https://www.youtube.com/watch?v=LvMsdK6UamY

            Видео удалено. Где можно посмотреть?
            • 0
              Добавили ссылку для скачивания. Будем перезаливать на другой хост.
              • 0
                А чего видео потерли-то? Опять небось где-то музыка в фоне была?
                • +11
                  Музыки не было. Даже слайд с Фраем не попал в запись. Причина «неприемлемое содержание». Порнухи тоже не было, хотя, как тут подсказывают, учитывая сколь трудна будет разработка, видео с ней самое место на порнхабе.
            • 0
              Я их понимаю. Лично для меня, рассказывать про незаконченное — плохая примета.
          • 0
            This video has been removed for violating YouTube's Terms of Service.
            • 0
              Добавили ссылку на файл. Пока будем лить в ВК и разбираться в причинах блока на Youtube.
              • 0
                музыку туда не вставляли? А то ведь с правами на неё бяда… или вдруг картинку какую постороннюю для красоты и оппа.
                • 0
                  Vimeo может быть?
                • 0
                  Я при бане youtuba перезаливал на rutube.
                  • 0
                    Нет большего зла чем рутуб, с их анти adblock
              • –3
                НДМГ/АТ на базаре покупать будете? Хоть примерно знаете, сколько эти топливные компоненты стоят? Работать с ними вы умеете? Знаете про их высочайшую токсичность?
                • 0
                  НДМГ/АТ на базаре покупать будете? Хоть примерно знаете, сколько эти топливные компоненты стоят? Работать с ними вы умеете? Знаете про их высочайшую токсичность?

                  А Вы хотите предложить работать с криогенными компонентами?
                  • –2
                    Я хочу предложить работать с перекисью, используя её как однокомпонентное топливо. Проигрыш в УИ по сравнению с НДМГ/АТ не столь большой, зато перекись не токсична, стоит в несколько десятков раз дешевле, и однокомпонентные двигатели на перекиси намного проще двигателей на НДМГ/АТ.
                    • 0
                      С перекисью чего? Водорода? 30% перекись водорода тоже на базаре не купишь, и она довольно агрессивна. Насчет УИ — большие сомнения.
                      • –1
                        Да, водорода. Купить можно и 3%, потом выпаривать под вакуумом, повышая концентрацию. Вот тема на авиабазе: http://forums.airbase.ru/2005/04/t32193--perekis-vodoroda.html
                        Агрессивность перекиси-ничто, по сравнению с токсичностью НДМГ и АТ.
                        УИ двигателя на перекиси доходит до 200 сек против 275 сек для НДМГ/АТ. Меньший УИ перекиси компенсируется бОльшей плотностью перекиси (1.4 г/см^3 против 1.17 г/см^3 для НДМГ/АТ) и простотой однокомпонентных перекисных двигателей, и, как следствие бОльшим массовым совершенством ступеней на перекиси перед ступенями на НДМГ/АТ.
                        • 0
                          А склонность к взрывному саморазложению?
                          • 0
                            Для этого есть стабилизаторы (по ссылке Сатурна упоминается сульфат магния), но в однокомпонентных двигателях его применять нельзя — катализатор в ПГГ отравится быстрей, чем кончится топливо. :)
                  • +2
                    Вопросы «кто вам даст денег/ракету/гидразин/снимать Луну без разрешения Верховного Предиктора», мы отложили на этап эскизного проектирования. Сейчас ставится задача определить наиболее простую/надежную/легкую/недорогую конструкцию способную решить поставленные задачи.
                    • 0
                      Кот, ты сам же писал про кубсаты тут: https://habrahabr.ru/company/dauria/blog/223771/

                      Кубсаты 3U с высоты около 300 км обеспечивают разрешение 5-10 метров/пиксель. На Луне орбита будет раз в 15-20 ниже. Соответственно разрешение будет 25-50 см/пиксель. Этого более, чем достаточно. Добавить к этому небольшой ионник, собрать на платформе 6U. И отправить на лунную орбиту с низкой околоземной, за год долетит.

                      Масса этого спутника будет не более 10 кг, в отличие от ваших 160 кг.
                      • +6
                        Да-да, вот и мы с такими наивными мыслями начинали. Радстойкость, навигация, точность наведения, передача данных — решите эти вопросы, и посмотрим сколько U станет ваш кубсат.

                        Если бюджет позволит, то на кубсате отправим какие-нибудь компоненты летную практику получать.
                  • +1
                    Задуманные 25см на пиксель со 100 км прямо внушают. Гораздо лучше, чем было у Lunar Reconnaissance Orbiter, правильно понимаю?
                    • +1
                      Да, но это, конечно, в идеальных условиях. Постараемся летать пониже.
                    • 0
                      Я немного может не в теме, но, почему-бы не вести всю разработку в виде Open Source? Причем как железную, так и програмную части. Вдруг такой подход позволит лучше скомпоновать, да и эффективнее создать микроспутник для таких целей исследования окололунного пространства?
                      • 0
                        Open Source обсуждался в самом начале проекта, но не все разработчики готовы выкладывать результаты своего интеллектуального труда на всеобщее обозрение и использование. Какое-то ПО выложим, когда до этого дойдет время.

                        Если вы готовы прочесть кратенько лекцию «Что такое Open Source и какая от него великая польза» — приходите на наши собрания. У меня убедить всех участников проекта в выгодах Open Source не получается.
                        • 0
                          Спорный вопрос, выгодно это или нет. Человек не из команды, который решил что-то по мелочи доработать — вряд ли принесёт проекту много пользы.
                          • 0
                            С радостью пришел-бы агитировать «за советскую власть» ) Но пока временно нахожусь за пределами нашей родины, и вернусь не ранее сентябля.
                            Я в свое время очень плотно занимался APM1 и частично APM2, и уверен, что вообще не занимался-бы этим, если-бы не подход OpenHardware при разработке железа. Взлететь компании (3DR) концепция Opensource не помешала, а напротив — только помогла.

                            Я согласен с тем, что наверное бОльшая часть разработки делается именно ядром комманды, но частичная ловля блох и частичный траблшутинг коммюнити делает очень даже не плохо.

                            Учитывая специфику(космоаппарат все-же), мне просто не ясен лейтмотив разработчиков «не выкладывать результат своего интеллектуального труда», т.е. не понятно — что именно мешает, это-же не железка, которую китайцы склонируют в шензене, и начнут миллионами на своем условном алиэкспрессе продавать… Я действительно не до конца понимаю именно опасения в выкладывании своего интеллектуального труда в столь экзотической области. Напротив — это и популяризация, и, при должном старании — серьезный плюсик в свою репутацию и в свое имя, что позволит сильно расширить горизонт доступных коммерческих предложений для себя лично, как для инженера.
                            • 0
                              В том и дело, что сфера применения узкая, если что-то сам сделал, можешь считаться единственным экспертом в этой области, поэтому дарить направо и налево никто не хочет. Вспомните, например, Маска. Он спокойно выложил патенты на Теслу, а в SpaceX ревностно хранит все ноу-хау.
                              • 0
                                А вот тут как раз опен сорс только на руку: это публичная демонстрация своей экспертизы. От того, что кто-то прочитает твои исходники/документы/чертежи, ты не станешь менее экспертом, да и тот человек тоже не сильно прокачается без реального опыта. SpaceX всё же больше про коммерческую тайну, а вы, на сколько я понимаю, не ставите перед собой цели зарабатывать бабло.
                                • 0
                                  Ну, как бы не очень хотелось, чтобы каждый встречный и поперечный мог построить недорогую баллистическую ракету.
                                  • 0
                                    на SpaceX всякие «договоры о нераспространении» распространяются. И на вас, кстати тоже — типа сими пилите, а всяким иранам-кореям подсказывать тонкости ни к чему.
                                  • 0
                                    Да просто код — г**но может оказаться)) А потом тебя и на работу не возьмут с таким гитхабом то, сколько бы ты там спутников не запустил к луне.
                                    Ну и к тому же, если вдруг после запуска кто-нибудь найдет багу в коде, и не дай бог до того момента когда прошивку в спутник перезальют спутник подохнет на орбите из-за этой баги — будет сразу видно кто накосячил, коммиты то подписаны. И это сразу конец карьере)
                                    • +1
                                      На мой взгляд код — наименее интересное.

                                      Намного более интересно — это physical design & construction, т.е. аппаратная часть проекта. Если говорить о лунном спутнике — совершенно не понятно о каких договорах о нераспостраненнии может идти речь. Да и от спутника до ракеты — как от автомобиля до танка, т.е. пропасть.
                              • 0
                                Извините, что заявляюсь с таким приземленным вопросом на этот праздник инженерии и космоса, но дайте значочек. :) Их, вроде, уже пора получать, а почта молчит.
                                • 0
                                  «Сейчас „в максимальной комплектации“ заправленный аппарат получается не легче 160 кг, это уже не микроспутник, а мини-, но в „сухом“ состоянии он в два раза легче, поэтому формально в пределах 100 кг держимся и можем считаться микроспутником.»

                                  Полная масса = 160 кг;
                                  Сухая масса = 80 кг;

                                  При удельном импульсе 275 сек (именно такой УИ у РСУ на НДМГ/АТ) deltaV = 1870 м/с. А от ГСО до низкой окололунной орбиты необходимо 2400 м/с.
                                  Можно перейти на вытянутую лунную орбиту, для этого понадобится около 1800 м/с deltaV. Только вот спутник на этой орбите просуществует очень недолго.

                                  PS: Может вы для Кербина считали?

                                  Пруф: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/Delta-Vs_for_inner_Solar_System.svg/2000px-Delta-Vs_for_inner_Solar_System.svg.png
                                  • 0
                                    По вашей же картинке, с GTO (геопереходной орбиты) до лунной орбиты — 1600 м/с
                                    • 0
                                      Читайте внимательнее статью:
                                      «Сейчас „в максимальной комплектации“ заправленный аппарат получается не легче 160 кг, это уже не микроспутник, а мини-, но в „сухом“ состоянии он в два раза легче, поэтому формально в пределах 100 кг держимся и можем считаться микроспутником. „

                                      “К счастью нам подсказали компромиссный вариант: проектировать один тип спутника, но с двумя вариантами топливных баков: больше или меньше. Опубликованный вариант облика: большой.»

                                      От комплектации зависит лишь размер баков.
                                      Для полёта от ГСО до лунной орбиты нужно больше dV, чем от лунопереходной. В ихней «МАКСИМАЛЬНОЙ» комплектации (т.е. в комплектации для полёта от ГСО) deltaV=1870 м/с. В минимальной ещё меньше т.к. она рассчитана на полёт от ЛПО.

                                      Всё это к тому, что ихняя «максимальная комплектация» подходит для полёта от ЛПО, но не от ГСО.
                                      • 0
                                        Хз, возможно, в статье ошибка — от ГСО же летать дороже. В любом случае, по вашим же расчетам получается, что энергетики максимального варианта вполне хватает для полета от ГПО, а если запульнут прям в Луну, то для выхода на орбиту нужно будет еще меньше (~700 м/с согласно этой схеме)
                                        • 0
                                          Я вообще невеликий специалист в баллистике (не больше обычного кербонавта ;), но вот здесь говорится вообще про 1310 м/с с LEO до LLO.
                                          • 0
                                            Пардон, это я не в ту сторону таблицу читал :) 1310 — это вернуться с учетом торможения в атмосфере.
                                            • 0
                                              Там ошибка какая-то. Для полёта с НОО до НЛО нужно как минимум около 3.2 км/сек для перехода на лунопереходную орбиту + около 700 м/с для торможения в перицентре около Луны. Итого: около 3900 м/с. 1310 м/с ну никак не может быть.

                                              Лучше всего было бы лететь с НОО с помощью своей двигательной установки. Проблем с запуском на НОО не будет, перелёт по траектории НОО-ГПО-НЛО (низкая лунная орбита) эффективнее, чем НОО-ГСО-НЛО т.к. в первом случае экономится около 1600 м/с dV, спутник для первой траектории будет почти в 2 раза легче спутника для второй траектории.

                                              А у расчётов Кота ошибка: «максимальной» комплектации не хватает для полёта с ГСО, но её слишком много для полёта с ГПО.
                                              • 0
                                                Да, 1310 это если возвращаться обратно. Например, капсулу с пленкой сбросить :)
                                      • 0
                                        (удалено)
                                        • –1
                                          Я в тексте дал очень приближенное значение. Точные характеристики даны в презентации, или она для вас слишком сложна?
                                        • 0
                                          Классная идея.
                                          Единственный вопрос — источник финансирования есть?
                                          Если даже заикнуться про радстойкий бортовой компьютер, то можно распугать всех желающих ценой на него.
                                          • 0
                                            Источника финансирования нет. Есть вера в чудо и в наполеоновский метод.
                                          • 0
                                            Скажите, пожалуйста, какой в данный момент предполагается профиль полёта по орбите? Я правильно понимаю, что планируется круговая орбита ниже 100 км вдоль линии лунного экватора с последующим баллистическим спуском над Аполлонами для более чётких снимков? Или же этот вопрос пока не прорабатывался?
                                            • 0
                                              Совершенно неправильно понимаете. Всё же сказано на видео и презентации. Орбита круговая, почти перпендикулярная плоскости экватора. Средняя высота 50 км.
                                              • 0
                                                Спасибо за ответ, но позвольте уточнить один момент — места посадок Аполлонов 11, 12 и 14 находятся на линии экватора, 16 рядом с ней (15 и 17, конечно, чуть повыше), а учитывая, что основной задачей миссии объявлено именно подтверждение посадки американцев на Луну, почему не стали выбирать экваториальную орбиту, с которой лучше видно целых 4 посадочных модуля, включая исторический 11-й?
                                                Вы не подумайте, что я придираюсь, просто хочется понять подоплёку вашего решения, из презентации я этот момент как-то не понял.
                                                • 0
                                                  Извините, не туда посмотрел, снимаю вопрос.
                                                  • 0
                                                    Довольно странно ограничивать себя частью, когда можно осмотреть всё.
                                              • 0
                                                Желаю вам успехов в этом трудном деле!
                                                • 0
                                                  По картинками получается что телескоп с апертурой ~ 250мм. Это примерно 27см*п. Этого точно хватит чтобы рассмотреть луноходы? Можете озвучить более детальные характеристики? Какова будет минимально возможная высота полета?
                                                  • +2
                                                    А еще, кроме картинок в посте, есть текст. В котором как раз говорится о том, что планируемый размер «трубы» телескопа 700мм.
                                                    • 0
                                                      Это я прочитал. Но там же написано что думали использовать сложную оптическую схему и сделать трубу в 350. Сейчас 700мм это его фокусное расстояние, или будет стоять корректор. Это будет обычный ньютон, или что-то более замороченное по типу Максутов-Кассегрен (хотя для него труба длинновата конечно). Также не сказано про используемую камеру. В общем мало информации о самой зрелищной части миссии.
                                                      • 0
                                                        > Можно использовать сложную оптическую схему и сделать его длиной 350 мм, но наш оптик утверждает, что в таком случае потребуется высочайшая точность сборки, высокая стойкость к вибрациям, сложность юстировки. В общем слишком высокие риски получить «близорукий» телескоп на орбите. Поэтому «труба» получается 700 мм, зато более неприхотливая по допускам, вибростойкости, температурным искажениям конструкции.

                                                        От 350мм отказались в пользу 700мм. Если вам действительно интересно, рекомендую посмотреть видео, или хотя бы полистать презентацию. Там больше подробностей.
                                                        Нужно понимать, что это аванпроект в стадии разработки. Окончательное решение по многим вопросам еще не принято.
                                                        • +1
                                                          Да действительно в презентации много больше информации. Спасибо.
                                                    • 0
                                                      Кстати, по картинкам тоже около 700мм получается:
                                                      картинка

                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                    Самое читаемое