Arduino в космосе. Осталось 23 дня, чтобы заказать 3 суток аренды спутника за 325$

    25 сенсоров, датчиков и камер на околоземной орбите под управлением Arduino всего за три сотни долларов на три дня или за пятьсот — на неделю предлагает в качестве вознаграждений проект ArduSat на Кикстартере. За три недели до окончания сбора средств собрана уже почти вся сумма, так что можно с уверенностью сказать, что исследовательский мини-спутник будет запущен в 2013 году на орбиту высотой 400-600 км. Срок службы спутника составит от четырёх месяцев до полутора лет.

    Спутник представляет из себя кубик со стороной 10 см, весом около килограмма, или 1 unit формата CubeSat. Этот стандарт малых спутников был разработан в 1999 году Стэнфордским и Калифорнийским политехническим университетами. Стандарт допускает запуск спутников размером до 3U (10X10X30 см). Стоимость одного спутника вместе с доставкой на орбиту составляет несколько десятков тысяч долларов, что позволяет запускать их даже небольшим университетам и компаниям. О поддержке проекта ArduSat уже заявила компания GOMspace — производитель электроники для спутников формата Cube Sat.



    Проект ArduSat идёт ещё дальше и делает исследование космоса доступным всем. Для управления спутником используется arduino. На борту — три камеры, счётчик Гейгера, спектрометр, магнитометр, термометр, гироскоп, датчик озона и многое другое. Если будет собрано значительно больше минимальных 35 тысяч долларов, то размер спутника может быть увеличен до 2U или даже 3U, с соответствующим ростом разнообразия сенсоров. Для позиционирования спутника служат магнитные моментные двигатели — электромагниты, которые поворачивают аппарат, “опираясь” на магнитное поле Земли.

    Чтобы платы Arduino, не предназначенные для работы в космосе, работали, несмотря на радиацию и экстремальные условия, спутник будет содержать несколько одинаковых модулей, дублирующих друг друга. Спутник слишком мал, чтобы использовать какую-либо защиту от излучения, но это и не нужно — скорее всего он войдёт в плотные слои атмосферы и сгорит до того, как электроника полностью утратит работоспособность.

    Спутник будет выведен на орбиту либо с помощью одного из космических аппаратов, поддерживающих формат CubeSat — команда уже ведёт переговоры с организациями, планирующими такие запуски в следующем году, либо в качестве “багажа” будет доставлен на МКС во время одного из плановых рейсов и выйдет в открытый космос через шлюз станции. Запасной вариант — коммерческий запуск. Это дороже, зато расписание запусков может быть более гибким.

    Чтобы использовать спутник по своему усмотрению, надо оплатить время аренды (пока что на kickstarter действует льготная цена для ранних участников) и предоставить для проверки программу для Arduino. Команда проверит её на испытательном стенде, и если всё в порядке, загрузит на спутник. Данные с сенсоров и камер, полученные в результате её работы, будут переданы на Землю и отправлены заказчику. Конкретная модель Arduino на борту спутника будет уточнена после окончания сбора средств. Подробные спецификации всех сенсоров и библиотеки функций для работы с ними будут доступны позже на сайте проекта.



    Авторы проекта даже обещают, что можно будет управлять положением аппарата в реальном времени, например, закрепив гироскоп на голове, “рулить” спутником с Земли, получая картинку с камер, то есть практически вертеть головой в космосе.

    Для тех, кто не знаком с программированием микроконтроллеров, есть варианты попроще — за 150 долларов можно заказать 15 снимков с произвольного ракурса, а за 300 — ретранслировать с помощью спутника короткое сообщение, когда он будет пролетать над определённой точкой Земли.

    Поделиться публикацией
    Комментарии 79
      +1
      Здорово. Замечательно. А ардуино на каком конкретно микроконтроллере не указано, кажется. Что-то я не встречал ардуино на микросхемах класса space.
        0
        Пока речь идёт о nano, но, возможно удастся впихнуть что-то побольше, если вместо 1U будет 2U или 3U — будет зависеть от собранных денег. Их надо будет несколько штук, для дублирования, именно потому, что в космосе они наверняка заглючат и проект это предусматривает.
          0
          Вы не поняли. Суть в том что требования к элементной базе гражданского назначения и космоса разное. Скорей всего андруино выйдет из строя максимум минут через 5 после выхода в открытый космос.
            0
            Не спасет дублирование.
              0
              Я понял. Но этот проект вроде не идиоты делают, а достаточно серьёзные специалисты, сотрудничающие с НАСА в том числе. Так что, я думаю, они отвечают за свои слова.
                0
                Ага, вы совершено правы, радиационного воздействия обычные (industrial) AVR не выдержат.
                Более того вся элементная база должна быть рассчитана на соответствующие температурные режимы.
                  +2
                  Солнечная радиация минимальна, МКС летает на близких высотах. А если всю электронику упаковать в гермоконтейнер, то всё будет работать. У нас в университете, тоже разработали проект для КубСата и заняли первое место с ним. Потому что обошёлся в 10 т.р., умещается в меньшие габариты и весит вполовину меньше. Электроника там тоже на AVR. Испытания все прошли успешно.
                    –4
                    >>Испытания все прошли успешно.

                    Извините, где прошли испытания — в открытом космосе?

                    >>А если всю электронику упаковать в гермоконтейнер, то всё будет работать.

                    Ага, разработчики Фобос-Грунта наверно тоже так думали.
                      +3
                      >>Извините, где прошли испытания — в открытом космосе?
                      Нет на стендах, имитирующих реальные условия и не начинайте, что это всё ерунда :)
                        –6
                        Ну вот, собственно — тогда какой смысл говорить, что и в космосе ваши железки будут работать.

                        Тут верно утверждение, что работать не будут. Обратное утверждение нужно доказывать на практике.

                        Нужны специальные устойчивые к воздействию космической радиации микроконтроллеры, иначе потрется код вашей программы и вся затея коту под хвост.
                          +2
                          Космическая радиация не начинается там, где самолёты не летают. Радиационный пояс Земли очень большой.

                          >>Нужны специальные устойчивые к воздействию космической радиации микроконтроллеры, иначе потрется код вашей программы и вся затея коту под хвост.

                          Вы это утверждаете, прямо таки как большой специалист в этой сфере
                            –4
                            >>Вы это утверждаете, прямо таки как большой специалист в этой сфере

                            На Хабре есть публикация касающаяся причин падения Фобос-Грунта. habrahabr.ru/post/140752/

                            Там черным по белому написано:
                            Сбой ОЗУ мог быть вызван кратковременной неработоспособностью ЭРИ вследствие воздействия ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) на ячейки вычислительных модулей ЦВМ22, которые содержат две микросхемы одного типа WS512K32V20G24M (ячейки вычислительных модулей располагаются в едином корпусе параллельно друг другу). Воздействие привело к искажению программного кода и срабатыванию «сторожевого» таймера, что стало причиной «рестарта» обоих полукомплектов ЦВМ22.
                            И т.д.

                            Я не понимаю каким образом «ваша» ОЗУ в МК защишена от воздействия ТЗЧ.
                            Может просветите меня на этот счет?
                              +2
                              Угу. Там черным по белому написано:
                              Сбой ОЗУ мог быть вызван… бла-бла-бла дальше можно не читать

                              Вот уж что не стоит принимать за чистую монету, так это официальные объяснения почему «что-то где-то упало», всегда будут или пилоты виноваты или ветер на Марсе или тяжелые заряженные частицы (если пилотов в аппарате не было, а погода на Марсе была спокойная).
                                0
                                вы ерунду говорите, не относящуюся к обсуждаемому вопросу.

                                есть КОНКРЕТНЫЕ условия — радиационный пояс Земли, Солнечная радиация и т.п. неблагоприятные воздействия.

                                Их никто не отменял и обычный, индустриальный МК работать в таких условиях не сможет. В нем не заложены такие условия эксплуатации. В космонавтике МК с SRAM не используются, т.к. такая память не устойчива к воздействию радиации.

                                Для космоса используются специальные, защищенные МК — «space», а не «industrial».

                                Что касается Фобос-Грунта, то вот более детальная статья.
                                habrahabr.ru/post/139819/
                                  +4
                                  Ничего страшного в том, что отправляют Aurdino нет.

                                  В космосе на многих Cubsat-ах стоят самые обычные PIC-и 18F, 16F или что-то аналогичное, и срок полета уже идет на года. Расширенный температурный диапазон и все, никаких отличий от индустриальных компонентов. Вешаются Watchdog-и, на всякий случай дублируется, хотя, насколько я понимаю, не всегда. И выбрасывается на орбиту высотой около 500км. Ионосфера на высоте до 1000км присутствует, поэтому спутник получает не все те радости, что и в открытом космосе.

                                  Если вот тут пощелкаться: en.wikipedia.org/wiki/List_of_CubeSats
                                  И в поиске каждый спутник в отдельности попробивать, то выяснится, что многие сделаны на обычных МКшниках. Да и просто заколотить в гугл названия известных контроллеров и слово Cubsat сразу начнет сплывать, что они там оказывается на борту стоят. Если совсем заморочиться, можно найти схемы даже разных плат для кубусатов, которые летали (калифорнийского университета например), там видно, какими watchdog-ами все обвешано.

                                    +1
                                    >>Если вот тут пощелкаться: en.wikipedia.org/wiki/List_of_CubeSats

                                    А вы не заметили, что у большинства уже запущенных спутничков статус — Launch failure?

                                    Интересно почему? По вашей логике все должно было работать! А нет же. В чем подвох?
                                      0
                                      Launch failure — это авария при запуске(то есть проблема в ракете, которая должна была доставить спутники), но и часто попадаются проблемы с самими спутниками.

                                      Но сама табличка ни о чем не говорит, даже если там и используется простые PICи не в space исполнении — не значит, что не предусмотрено защиты вообще.
                                        0
                                        CubeSat запускают обычно на одном носителе в большом количестве. Иначе это просто не выгодно. Т.е. если произошла проблема у носителя, то сразу много кубсатов фейлятся. Дальше стоит отметить, что большинство проектов это универские микро-проектики, и поддержка космических компаний осуществляется лишь в доставке. А здесь же специализированные компании, занимающиеся космической аппаратурой, участвуют в процессе разработки.
                                          0
                                          Не совсем так. Cubesat-ы как раз, в основном, запускаются как попутная нагрузка всместе с каким-то большим спутником или несколькими большими спутниками. Но и при этом на таком носителе может выводится несколько Cubesat-ов, они же всего по нескольку килограмм весят. Так что при проблемах в выводом основной нагрузки пострадает и несколько наноспутников, а именно к этому классу принадлежат спутники стандарта Cubesat.
                                        0
                                        Пффф… Море причин. На ракеты составляют тысяче-страничные мануалы, что может пойти не так во время запуска. У НАСА тоже случаются неполадки. А вы хотите, чтобы у группы студентов-энтузиастов всё летало с первого раза?
                                  –1
                                  Ну во первых можно >3 устройства расположит не на одной линии. К тому же нам к марсу не надо лететь, перезагружаем и дальше работаем.

                                  Во вторых думаю орбита спутников и орбита фобос-грунта как минимум разные.

                                  Ну и наконец в одессе развалился дом и мужика кирпичем прибило, надо выдать всему населению земли каски?
                                  0
                                  Предположим, а как-же условия соблюдения температурного режима?
                                    0
                                    В тонкости процесса испытаний я, к сожалению, не вдавался
                                      0
                                      судя по описанию CubeSat, детали испытаваются в режиме от -40C до +85 C со сложным циклом нагрева/охлаждения. SD/MMC карты и некоторая электроника от -20 C до +65 C.
                                      В компоновке ArduSat предприняты обычные средства перераспределения тепла – добавлены специальные теплоотводы и проводящие пластины, отводящие избыточное тепло в наружу.
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                    –1
                                    А они (условия) идентичные?
                                    Можно эмитировать и бомбардировку ТЗЧ и солнечный ветер и стрессовые перепады температур (солнечная сторона, теневая)?
                                      0
                                      В правильной лаборатории — как нефиг делать.
                                        0
                                        Ардуина сдохнет максимум минут через 15, никак на земле не проверить этого. там все элементы не space класса. Ну не просто так делаются детали для космоса отдельно от остальных. Если уж от 1 вспышки на солнце пол америки отрубило и магнитное поле земли не спасло до конца, то на высоте в 600км она откажется работать 100% в первые 15 минут.
                                          0
                                          Читаем: www.amsat.org/amsat-new/satellites/satInfo.php?satID=96

                                          Реальный спутник, летает, Cubesat, на борту pic16F…
                                            0
                                            На Солнце нет постоянных мощных вспышек.
                                            Етить… у нас стока спецов по компонентам space класса. Компоненты существуют для разных задач. И чтобы электроника работала в космосе у неё не обязательно должна быть приписка space
                                            0
                                            Как уже писал выше, в специфику испытаний не вдавался. На стендах тоже не дураки работают. Собственно, как и на международных соревнованиях
                          –1
                          А в вашем понимании что такое солнечная радиация? Если можно — то, пожалуйста, в цифрах.
                          –5
                          300$ за смс. Неплохой бизнес.
                            +13
                            Ахренеть можно. Меня аж затресло. Даже не надеялся что когда-нибудь предоставится возможность самому писать для спутника. Думаю следующий шаг развития технологий точно взорвёт мне мозг. Вот он шанс, ребята хватайтесь за него и действуйте. Время уже наступило…
                              +2
                              А что делать-то? Сигналы «бип-бип-бибип» транслировать?
                                0
                                Если бы надолго, я бы сервер с торрентами запустил. Или семиваттную радиостанцию.
                                0
                                судя по всему, такая реакция у многих – сумму уже собрали. И это за три недели до дедлайна. С чем можно поздравить команду. Так что, глядишь, и скоро мы сможем арендовать космические спутники также и за те же деньги, как сейчас арендуем хостинги или клауды.
                                +1
                                >> Спутник слишком мал, чтобы использовать какую-либо защиту от излучения, но это и не нужно — скорее >> всего он войдёт в плотные слои атмосферы и сгорит до того, как электроника полностью утратит >> работоспособность.

                                Как это понимать?
                                  0
                                  Спутник крутится на низкой орбите. Через год-полтора максимум он затормозится настолько, что упадёт. За это время, по расчётам авторов, все микросхемы не успеют пойти в разнос.
                                    0
                                    Да они хоть и по толстой технологии делаются но совсем без защиты как то не верится даже, что они и час протянут: О

                                    Еще не очень понимаю смысл экономить на компонентах, интересно было бы услышать примерную стоимость доставки.
                                      0
                                      Поверьте — работает :)
                                        0
                                        всмысле уже был подобный проект?
                                          0
                                          Они по всему миру сейчас реализуются
                                            0
                                            ссылочку?
                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                        +3
                                        Ааа, спасибо. А то из этих строчек складывается ощущение, что он даже за атмосферу не выйдет и сгорит :)
                                        0
                                        Очень просто.
                                        Учитывая что у данного спутника не будет возможности поддерживать стабильную орбиту и по факту его тупо выкинут из окна МКС то со временем под влиянием притяжения земли он просто войдёт в плотные слои атмосферы и тупо сгорит.
                                        +1
                                        А что за аппаратура будет использована для трансляции в обоих направлениях

                                        простите я делетант
                                          +1
                                          Ничего высокотехнологичного ставить и не требуется.
                                          У нас в проекте стоял обычный копеечный радиомодуль в связке с 7Вт усилком. Необходимо наладить только связь при «прямой видимости».
                                            0
                                            мне тоже интересно, особенно с учетом размеров и
                                            Авторы проекта даже обещают, что можно будет управлять положением аппарата в реальном времени, например, закрепив гироскоп на голове, “рулить” спутником с Земли, получая картинку с камер, то есть практически вертеть головой в космосе.
                                              +3
                                              Нашел, будет использоваться NanoCom U482C (цена: 8000 €)
                                                0
                                                Итить колотить. Как стоимость отправки в космос почти.
                                              +2
                                              www.youtube.com/watch?v=xBi5ytndlRk&feature=player_embedded#t=112s
                                              Помимо ардуин, там еще будет компьютер NanoMind 712C. Насколько я понял, именно он отвечает за системы ориентации, питания и связи. А ардуины ничем жизненно важным не управляют, и даже если они все загнутся, спутник не превратится в кирпич.
                                                –1
                                                Кто бы сомневался. Америкосы разработали платформу под свои же стандарты так и продают их ещё за неоправданные деньги :)
                                                0
                                                осталось придумать какую такую программу запустить на ардуине там…
                                                  +1
                                                  пищалку, как на первом спутнике. Ну или, чтобы не повторяться, моргалку.
                                                    0
                                                    А для корректировки орбиты — стрелялку :-) Эйрсофт пушечку махонькую.
                                                      0
                                                      Только с киловатным лазором, лол, токмо это уж очень дорого выйдет.
                                                        0
                                                        светодиодиком на 13-том пине!
                                                      +1
                                                      Не знаю как вы, но хоть я и люблю наземных роботов, по управлять ними на большом расстоянии, но это ооочень круто! Мне нравится.
                                                        0
                                                        А я вот о таком мечтаю, но доступно пока только на картинке :-(
                                                        (да, тележка моя, по квартире ездит)
                                                        –1
                                                        Первое что пришло в голову после прочтения слов "… вертеть головой в космосе":

                                                          0
                                                          А чем это чудо тв течении 1,5 лет питаться будет? Солнечная панель туда явно не влезет
                                                            0
                                                            Вы не поверите, но как раз от солнечных панелей. Они будут располагаться на гранях кубика, так что не придется заморачиваться с механизмом раскрытия и ориентацией на Солнце, хоть одна, да будет освещена. Плюс резервная литиевая батарея. Вот такой планируется источник питания: gomspace.com/index.php?p=products-p31u
                                                              0
                                                              Уху, видел на сайте.
                                                              Но площадь всего 100см.кв. Даже если учесть, что уровень излучения там куда выше, чем на поверхности планеты этого явно будет мало.
                                                              Кроме того, так как он будет вращаться на низкой орбите — регулярно спутник будет находится в тени Земли.
                                                                +1
                                                                Поток солнечного излучения за пределами атмосферы 1367 Вт/м2. Площадь батареи 0,01 м2. КПД батареи 28%. У преобразователя — 93%. И еще делим пополам, так как половина орбиты проходит в тени Земли. Получаем среднюю мощность:
                                                                1367 * 0,01 * 0,28 * 0,93 * 0,5 = 1,78 Вт.
                                                                Не так уж и мало. Это 350 мА при напряжении 5 В. Хватит и на бортовой комп (70 мА), и на несколько ардуин, и на датчики. Особенно учитывая, что одновременно все они максимальный ток жрать не будут.
                                                                  0
                                                                  А передатчик?
                                                                    +2
                                                                    Вот такой берем трансивер.
                                                                    50 мА — приемник, 300-1100 мА — передатчик (при 3,3 В).
                                                                    Но он же не непрерывно будет работать! Короткий сеанс связи, приняли команды, «выстрелили» пакет данных — и отключили радио. При длительности работы 10 сек (можно передать 50 кБ на скорости 4,8 кбит/с) и длительности паузы 1 час получается коэффициент заполнения 1:360. То есть средняя потребляемая мощность будет всего
                                                                    1,1А * 3,3В / 360 = 10 мВт.
                                                            0
                                                            Ну вот зачем они идею Роскосмосу подали? ) Все, теперь ждем «фобос-грунт-дуино».
                                                              +2
                                                              придумал применение малым спутникам.
                                                              Идея такая: нужно на орбите сформировать группу спутников летящих матрицей скажем 5*8*8=320 спутников.
                                                              У каждого есть механизм разворачивания-сворачивания светоотражающего «зонтика»
                                                              По команде с земли можно подавать каждому спутнику индивидуально команду на раскрытие-закрытие. Тогда можно демонстрировать разные слова — конечно за деньги.
                                                              Например проще всего IBM или SONY — нужно мало пикселов.
                                                              Вот такая космическая реклама. Правда из городов будет не видно, т.к. небо засвечено, но в сельской местности это будет чудо
                                                                0
                                                                Ни у одной корпорации не будет бюджета на подобную рекламу
                                                                0
                                                                Так много грандиозных проектов на кикстартере набрали нужную сумму, а много из них успешно завершатся? Меня не оставляет чувство какого-то мыльного пузыря, которые начнут лопаться во множестве уже менее чем через год. Хотя может быть, это российский менталитет — видеть лохотрон в каждом сборе средств на благие начинания.
                                                                  0
                                                                  Сама суть денег — мыльный пузырь.
                                                                  Все эти баксы — не более чем бумажки, если есть эти бумажки — лучше хоть куда-то вложить.
                                                                  +2
                                                                  Как я понял из комментариев, основной вопрос, который волнует всех, это «живучесть» электроники в условиях космического излучения. В проекте есть три важных аспекта. Системы управления и контроля будут реализованы на компонентах GOMSpace, которые летают в реальных проектах. Причем GOMSpace будут всячески помогать ArduSat (и NanoSatisfi), т.е. опыт в проектировании схем для таких условий есть. И в самом худшем случае, спутник останется работоспособен. Второй момент это малые сроки работы изделия и использование систем дублирования с проверками. Подробнее можно почитать в FAQ к описанию проекта (Will normal Arduinos function in space). В целом, как показывает опыт, обычная электроника способна нормально функционировать на таких орбитах в течение заявленного времени. По крайней мере, ребята из NASA и ISU говорят так. И последнее, но немаловажное. Питер (фактически идеолог всего проекта) — физик, поработавший в ЦЕРН. Так что о влиянии излучения он знает не только из курсов/книжек по проектированию спутников, но и с теоретической точки зрения. В любом случае, команда об этом подумала и едва ли они бы запускались, если бы риски были чрезвычайно высоки.
                                                                    0
                                                                    Почему они выбрали ардруино? Зачем он там?
                                                                      +2
                                                                      Arduino – это самая распространенная открытая платформа прототипирования, которая доступна всем без особых проблем. Ее можно купить и собрать какой-нибудь проект буквально у себя дома. Благо, что есть огромное комьюнити. А ArduSat реализует продолжение идеи – что если взять этот инструмент, который хорошо известен, и запустить его в космос? В таком случае не нужно ничего изобретать, комьюнити уже есть, расстановка граблей известна, способ тестирования понятен. В общем, весьма разумный шаг.
                                                                        0
                                                                        и, кстати, вот некоторые примеры проектов на Arduino: arduino-projects.ru/projects/cool/
                                                                          0
                                                                          Я например не вижу сложности спроектировать плату под конкретную задачу. Уверен специалисты, которые это придумали тоже. В Америке и любой другой нормальной стране это даже сделать легче.
                                                                            +2
                                                                            А зачем тратить деньги, когда все уже готово? На то это и есть платформа для прототипирования. И к тому же «конкретная задача» для разработчиков – сделать так, чтобы пользователи проекта (будущие арендаторам спутника) могли как можно проще разрабатывать свои эксперименты. Вот они и допиливаются Arduino. Согласитесь, что для пользователя лучше использовать устройство и API, которое доступно везде, нежели чем разбираться в описании к конкретной железке.

                                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                      Самое читаемое