Солнце под кубсатным контролем

Спутник обеспечил стабильное наведение на Солнце, это необходимо для реализации совместного проекта «Геоскана» с Институтом космических исследований (ИКИ) РАН по созданию орбитальной солнечной обсерватории «Аврора» на базе кубсатов.

«Для съемки использовалась технологическая камера “Циклоп” нашей собственной разработки. Она не укомплектована специальными фильтрами и не предназначена для наблюдения за Солнцем, но позволяет оценить стабильность наведения на объект. Отработка ориентации на точку подтвердила большой потенциал образовательных и научных задач кубсата в этой сфере», — говорит руководитель отдела развития космического образования ГК «Геоскан» Александр Хохлов.

Наблюдение с орбиты открывает принципиально новые возможности для изучения солнечной короны и динамики солнечной активности. В отличие от наземных наблюдений спутник может вести съемку астрономических явлений без влияния атмосферных и погодных условий. Спутниковая платформа «ИнноСата16» оснащена одной из самых точных систем ориентации и стабилизации среди кубсатов, что позволило обеспечить стабильное наведение на Солнце в течение всего периода наблюдения затмения. Вывод на орбиту малой солнечной обсерватории «Аврора» ожидается уже в следующем году.

«Подтвердить летную квалификацию платформы размером 16U в нашей стране пока смогла только эта компания, — рассказали “Стимулу” в ИКИ РАН. — Они наши соисполнители. Мы заключили прямой контракт с Министерством образования и привлекли “Геоскан” с их платформой, которую считаем наиболее подходящей для этой задачи. Сейчас мы с ними тесно взаимодействуем и вместе решаем задачи для подготовки к миссии».

Руководитель отдела развития космического образования ГК «Геоскан» Александр Хохлов

ГК «Геоскан»

Подтвердить годность для науки

С момента запуска космического направления в 2021 году «Геоскан» последовательно участвует в различных проектах, которые позволяют вносить вклад в развитие отечественной науки и техники, а также наращивать собственные компетенции в создании космических аппаратов и полезной нагрузки. В этом году «Геоскан» выступил в роли индустриального партнера для 13 университетов в рамках федерального проекта «Кадры для космоса».

«Проект “Аврора” ИКИ РАН — важнейший в их ряду и ставит перед нашей командой задачу доказать, что формат кубсата подходит для серьезных научных целей, например для изучения Солнца. Для нас это возможность использовать свой опыт и отработанные технические решения во благо науки и космического образования», — рассказал «Стимулу» Александр Хохлов.

При этом платформа «Геоскан 16U», на базе которой создается малая солнечная обсерватория «Аврора», уже прошла проверку в реальных условиях космического полета: спутники «ИнноСат16» и «Лобачевский» успешно выполняют съемку Земли с орбиты.

«Две сильные стороны нашей платформы — высокоскоростная передача данных и точная система ориентации и стабилизации — позволяют выполнить задачи научной миссии. А недавний эксперимент с использованием этих аппаратов, в ходе которого мы зафиксировали солнечное затмение 12 августа, подтвердил способность платформы наводиться и стабилизироваться на Солнце», — поясняет эксперт «Геоскана».

Компания вместе с ИКИ РАН будет участвовать в управлении орбитальным телескопом. В первые шесть месяцев работы «Авроры» участники проекта рассчитывают получить порядка 10 тысяч изображений Солнца. Если миссия будет успешной, эти данные станут первыми российскими космическими изображениями Солнца за 18 лет — после прекращения работы солнечной обсерватории «Коронас-Фотон» в 2009 году.

«Но главная перспектива проекта значительно шире получения отдельных снимков, — говорит Александр Хохлов. — “Аврора” создается как технологический демонстратор, который должен подтвердить принципиальную возможность наблюдений за Солнцем с помощью аппаратов стандарта кубсат. В случае успеха это станет первым подобным опытом в мире и откроет возможность создавать компактные, быстро масштабируемые группировки для наблюдения за солнечной активностью. В дальнейшем мы планируем вместе с ИКИ РАН постепенно наращивать группировку и перейти к созданию распределенной космической солнечной обсерватории на базе микро- и мини-спутников. Такая система сможет обеспечить непрерывный мониторинг Солнца и космической погоды».

Руководитель лаборатории солнечной астрономии ИКИ РАН Сергей Богачев

ИКИ РАН

Поместить большое в малое

Об использовании спутников в научных целях, о проекте «Аврора» и о сотрудничестве с «Геосканом» мы побеседовали с представителем ИКИ РАН Сергеем Богачевым, руководителем лаборатории солнечной астрономии института.

«Научные приборы запускают в космос чаще всего потому, что те или иные процессы с Земли вообще нельзя наблюдать, — поясняет ученый. — Например, рентгеновское излучение от любого космического объекта с Земли зарегистрировать невозможно, потому что оно полностью поглощается атмосферой».

До недавнего времени исследовательское оборудование запускалось в космос только на больших спутниках. Но это дорого, долго и часто сопряжено с большими рисками.

«Можно десять лет делать аппарат, запустить его в космос, а он там не включается. Поэтому есть общемировая тенденция: часть экспериментов пытаться переносить на малые аппараты. Они намного быстрее делаются и сильно дешевле. А если один аппарат погиб, за полгода можно сделать второй и запустить», — говорит Сергей Богачев.

Но на малые аппараты можно перевести не все оборудование. Например, телескоп «Хаббл» на кубсате не поместится.

«Поэтому встает вопрос, какие эксперименты можно проводить на малых аппаратах, а какие нельзя. Эта задача — экспериментальная. И в рамках проекта “Аврора” делается попытка создать упрощенные варианты больших приборов, чтобы они уместились на спутнике размером 25 на 25 на 45 сантиметров. Мы пытаемся создать миниатюрный аналог большого телескопа и запустить на таком малом аппарате», — рассказывает исследователь.

У специалистов ИКИ есть значительный опыт создания больших солнечных телескопов, и они переносят его на создание малых инструментов. Поскольку в мире таких проектов пока никто не делал, возникает много трудностей, которые приходится оперативно решать.

«Главная трудность следующая. Вот вы снимаете что-то фотоаппаратом, и если у вас руки трясутся, то съемка не получится. И значительная часть усилий создателей больших обсерваторий, того же “Хаббла”, направлена на стабилизацию. Такого рода инструменты должны быть хорошо стабилизированы и четко наводиться на объект. А при малых размерах кубсата стабилизировать телескоп очень непросто», — говорит Сергей Богачев.

Есть и другие тонкие моменты. Например, такие телескопы — это не только оптика, зеркала и детекторы, но еще и механические системы, там много всяких юстировочных элементов, моторчиков, приводов.

«И разместить все это на малом пространстве трудно, — поясняет исследователь. — Поэтому, по-видимому, телескоп надо юстировать на Земле, потому что в космосе уже ничего не поправишь, механики там минимальное количество».

Ученым также крайне важна детализация снимков. Требования очень высокие, и компания «Геоскан» подтвердила, что способна их выполнить, на других задачах.

«Они проводят масштабные проекты дистанционного зондирования Земли, в каком-то смысле это те же фотографии, только не Солнца, а поверхности нашей планеты. Ссылаясь на этот опыт, они подтверждают, что их система наведения способна обеспечить нужную нам четкость», — говорит Богачев.

По его мнению, проект «Аврора» открывает для «Геоскана» большие перспективы. «Дело в том, что это тоже рынок. Есть много запросов и от различных научных организаций, и от Академии наук по наблюдениям на кубсатах. Ученые проводят сложные фундаментальные исследования, у них очень высокие требования к аппаратуре, к платформе. Поэтому если “Геоскан” подтвердит, что они могут выполнять не только задачи зондирования Земли, но и астрофизические исследования, если их платформа подтвердит нужную квалификацию, то в перспективе их могут привлечь к сотрудничеству и по другим академическим программам», — говорит Сергей Богачев.