Самарский наноспутник, способный помочь в освоении Арктики, успешно прошел наземные испытания

Самарский национальный исследовательский университет им. С.П. Королёва завершает работы по созданию научного наноспутника SamSat-ION ("СамСат-ИОН"), предназначенного для изучения ионосферы и магнитосферы Земли, в том числе в полярных и приполярных районах планеты. Космический аппарат успешно прошел все наземные испытания и включен в программу Роскосмоса "УниверСат". Данная программа предполагает бесплатный запуск университетских спутников. Запуск наноспутника предварительно запланирован на первый квартал 2023 года.

 - Разработанный и собранный в университете наноспутник SamSat-ION успешно прошел все испытания и готов к запуску. Комиссия Роскосмоса включила наш наноспутник в состав кластера малых космических аппаратов "УниверСат-2023". Ожидается, что запуск может состояться в первом квартале следующего года, - сообщил заведующий межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета им. Королёва профессор Игорь Белоконов.

Наноспутник предполагается запустить на солнечную синхронную орбиту высотой около 550 км. Срок активного существования наноспутника составит не менее одного года. Вместе с самарским спутником в составе кластера планируется также запустить космические аппараты еще четырех вузов - Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, Национального исследовательского технологического университета "МИСиС", НИИ ядерной физики МГУ и Новосибирского государственного университета. Вся целевая аппаратура, установленная на спутниках, получила положительные экспертные заключения Института прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова, Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

О спутнике

По словам Игоря Белоконова, разработка наноспутника SamSat-ION полностью велась силами межвузовской кафедры космических исследований и научно-исследовательской лаборатории "Перспективные фундаментальные и прикладные космические исследования на базе наноспутников" в рамках участия университета в консорциуме российских вузов и научных организаций. Все бортовые системы аппарата разработаны и изготовлены в Центре наноспутниковых технологий кафедры.

Наземные испытания включали в себя имитацию условий пребывания на орбите в термовакуумной камере и имитацию условий активного участка выведения на орбиту ракетой-носителем на вибродинамическом стенде в соответствии с программой испытаний, представленной НПО им. Лавочкина - разработчиком разгонного блока "Фрегат", на котором будет выводиться спутник. Систему энергопитания проверяли с помощью имитатора Солнца, а систему управления движением испытывали на стенде с использованием опоры на воздушном подвесе, в результате чего спутник оказывается в условиях, близких к невесомости. Следует отметить, что для определения инерционных характеристик и нахождения положения центра масс, знание которых важно для управления угловым движением, использовался разработанный и изготовленный на кафедре уникальный запатентованный стенд.

В составе научной аппаратуры на борту SamSat-ION - навигационный приемник, выносной магнитометр на штанге оригинальной конструкции и и датчик параметров плазмы разработки Самарского университета, позволяющий измерять характеристики плазмы по орбите движения (к созданию датчика привлекались учёные Института прикладной физики РАН).

Находясь на орбите, SamSat-ION будет получать научные данные, необходимые при исследовании волновых процессов в плазме по траектории своего полета. 

 - Оперативные данные о состоянии ионосферы крайне важны в таких отраслях, как спутниковая связь, навигация, метеорология, особенно это актуально для полярных и приполярных регионов, где возмущения ионосферы от солнечной активности велики. Поэтому данные с этого наноспутника будут безусловно полезны в ходе решения задач по дальнейшему освоению Арктики и Антарктики, - подчеркнул Игорь Белоконов.

Во время полета будет проверена возможность томографии ионосферы по сигналам российской спутниковой системы навигации ГЛОНАСС с помощью двухчастотного навигационного приемника собственной разработки. Эти данные предполагается обработать с помощью алгоритмов, разработанных в рамках завершённого в 2022 году совместного гранта РФФИ и Белорусского фонда фундаментальных исследований "Теоретические основы исследования волновых процессов и явлений в ионосфере с использованием сигналов спутниковых радионавигационных систем" - первого совместного научного проекта России и Беларуси, инициированного Самарским университетом им. Королёва.

Комплексные исследования характеристик плазмы и задержек в распространении радиосигналов от спутников российской навигационной системы ГЛОНАСС помогут понять механизмы процессов, происходящих в ионосфере. Решение этой задачи важно для прогнозирования возможных перебоев в работе систем радиосвязи, а также корректировки ошибок и повышения точности систем позиционирования на Земле. Кроме того, понимание природы физических процессов, происходящих в ионосфере, открывает возможности для новых перспективных технологий передачи информации.

Справочно

1) Ионосфера - это насыщенный заряженными частицами верхний слой земной атмосферы, концентрация которых зависит от активности Солнца и влияет на распространение радиоволн, оказывая заметное влияние на работоспособность различных технических систем. Огромную роль знание состояния ионосферы играет в спутниковой навигации и связи.

2) Соглашение о консорциуме российских вузов и научных организаций по созданию группировки наноспутников для исследования ионосферы Земли было заключено в 2018 году. Инициатива создания консорциума принадлежит Самарскому университету им. Королёва. Идея объединения ведущих российских вузов для совместного исследования ионосферы была поддержана Институтом прикладной геофизики Росгидромета, Институтом космических исследований РАН. В консорциум в настоящее время входит девять университетов, две малые компании и Институт физики Земли РАН. В 2021 году к консорциуму присоединилось УП "Геоинформационные системы" Национальной академии наук Республики Беларусь (национальный оператор Белорусской космической системы дистанционного зондирования Земли) и консорциум стал международным.

3) "УниверСат" - российская программа запуска малых космических аппаратов, разрабатываемых в вузах России в интересах федеральных министерств и ведомств. Программа реализуется госкорпорацией "Роскосмос". Запуск малых научных космических аппаратов с использованием российских средств выведения реализуется в рамках Федеральной космической программы России на 2016-2025 годы. "УниверСат" является основной российской программой по запуску наноспутников формата кубсат, решающих задачи в интересах Росгидромета и Минтранса России.