Запуск кластера из 9 космических аппаратов
ракетой-носителем "Рокот"
с площадки 133 космодрома Плесецк 30 июня 2003 года.
 
 
 
Третий коммерческий "Рокот": полный успех
 
Пуск РН "Рокот" 30 июня не только продемонстрировал ее возможности по доставке разнородной полезной нагрузки на различные орбиты, но и показывает высокий уровень квалификации ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, позволяющий удовлетворить противоречивые требования по обеспечению оптимальных условий для ПН в ходе выведения. За последние по крайней мере 10 лет это был единственный в мире запуск столь многочисленной группы спутников с размещением на двух существенно различных типах орбит. Центр широко использует тонкие методы динамических расчетов для взаимной адаптации КА и своих РН "Протон" и "Рокот". EUROCKOT активно осваивает новые рынки и набирается опыта. Позицию ESA о перспективах сотрудничества с EUROCKOT и ГКНПЦ им. М.В. Хруничева изложил глава Представительства ESA в России Ален Фурнье-Сикр:
 
- ESA не связывал себя обязательствами об исключительном использовании какого-либо носителя. Конечно, если 15 стран-участниц ESA приняли решение об инвестициях в программы РН Европы, то мы продолжим использовать Ariane-5, будем создавать РН VEGA. Но это не означает и отказа от использования РН "Рокот" для миссий ESA, мы будем использовать и другие ракеты, так же как мы, например, воспользовались РН "Протон" для запуска обсерватории Integral. Это зависит от проекта. Мы международная организация и работаем по всему миру, мы очень открыты. В мае ESA на уровне министров приняло резолюцию о размещении РН "Союз" на космодроме Куру. На том же Совете мы приняли решение о разработке технологий перспективных носителей совместно с Россией. В феврале было подписано Соглашение о партнерстве между ESA и Россией. Это важный документ. Наше партнерство развивается, и мы изучаем различные направления сотрудничества с российскими фирмами, в том числе с ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Поскольку мы уже работаем с ГКНПЦ по программе CryoSat, то, конечно, используем их опыт для определения интерфейса в рамках этой программы. Вопросы интерфейса очень важны. Наши инженеры решают их совместно со специалистами EUROCKOT и ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Есть предложения EUROCKOT по запуску и других спутников ESA: мы будем обсуждать этот вопрос.
 
О технической политике и традициях Центра на примере подготовки третьего коммерческого пуска "Рокота" рассказал заместитель директора программы "Рокот" ГКНПЦ им. М.В. Хруничева Новиков Андрей Герасимович.
 
- Это первый опыт работы ГКНПЦ со столь многочисленной ПН и первый кластерный запуск в рамках СП EUROCKOT. Вы взаимодействуете с заказчиком, с техникой которого раньше не сталкивались. То есть с разными традициями конструирования и разными интерфейсами. Какие пришлось решать проблемы?
 
- Западная аббревиатура этого запуска - "множественная орбитальная миссия". Оказалось очень сложно привести всех заказчиков "к одному знаменателю": во-первых, надо свести к одному время запуска, во-вторых, надо со всеми ними решить все интерфейсные вопросы. Каждый клиент представляет определенную трудность в работе. В каждой стране своя техническая культура. Сказать, что на Западе инженерный уровень низкий, я не могу. Но могу сказать совершенно определенно, что у нас в России уровень технической культуры один из высоких.
Когда мы только изучали этот рынок, мы поняли, что там существуют большой разнобой в интерфейсе между ракетой и спутником.Основа этого интерфейса - это все-таки система разделения. Это очень критическая система, которая определяет то, как отделяется ПН от РН, и какие при этом будут созданы условия. Многие спутники вообще не имеют собственных систем разделения, а полагаются на систему разделения носителя, которые могут быть самыми разнообразными. На нашей фирме разработана собственная совершенно оригинальная самостоятельная система разделения, которая может сочетаться с нагрузками массой от 10 до 100-150 кг.
 
Но есть также и для спутников массой 1-2 тонны. Сейчас мы занимаемся системами разделения, которые за рубежом считаются наиболее удобными, к которым там привыкли - с этим надо считаться. На Западе традиционно используются ленточная система: стальные высокопрочные ленты, стянутые болтом, и французская пирогильотина компании "Марсель Дассо". Она перерубает болт, лента отбрасывается и улавливается, и полезная нагрузка может уходить. "Ариан", например, так сбрасывает обтекатель. Единственный недостаток такой конструкции - это то, что при разрушении болта и сбросе ленты вся энергия, которая была заключена в стянутом стыке, со скоростью звука высвобождается, при этом возникает т.н. "шок" - ударное возбуждение, где в спектре присутствуют масса частот, вплоть до самых высоких. Эти механические колебания очень болезненно воспринимаются, особенно электронной аппаратурой спутников, научными приборами и т. д. Успешное разрешение проблемы удара в момент разделения позволило бы использовать менее устойчивую аппаратуру, а значит более дешевую. Т.е. это вопрос также экономический. Мы начали такую работу, объединившись с Испанией: на их ленту поставили собственный пирозамок, который работает мягче, чем гильотина. Получили очень неплохой результат: снизили в 3-4 раза уровень удара по сравнению с самой распространенной на Западе системой на основе шведской ленты фирмы SAAB-Ericsson.
 
- Как сообщалось ранее, для удобства запуска КА Cubesat был разработан транспортно-пусковой контейнер P-Pod. Наноспутники размещены именно в нем?
 
- На РН мы устанавливаем специальную переходную систему - специальный адаптер, который у нас обвешан спутниками.
Два спутника - MOST и MIMOSA - мы ставим на свою систему разделения, а малые спутники в контейнерах с собственной системой разделения мы развешиваем по сторонам. Спутники выталкиваются пружиной, которая удерживается в сжатом состоянии с помощью нейлоновой нити, пережигаемой в нужный момент электрической спиралью. Внутри находится небольшая электронная схема. По нашей типовой команде (как на подрыв пиропатронов) схема запускает таймер. Через 70 сек. пережигается нить, первая группа из трех КА выходит из пускового контейнера NLS-1 и один спутник - из NLS-2. Еще в двух контейнерах находится по одному спутнику, которые выходят из контейнеров через 135 сек. В предстоящем пуске мы не только решаем задачу выведения конкретных ПН, но и отрабатываем еще свои конструкции, которые являются для нас универсальными. Например, та переходная система, которую мы используем на этом пуске, в общем-то, предназначена для спутников "Монитор". Унификацию мы рассматриваем как первое направление для уменьшения затрат на подготовку к пуску, ведь традиционно очень много денег "съедает" подготовка: изготавливаются стендовые машины и т.д.
 
- Т.е., если система разделения в предстоящем полете отработает хорошо, то следующий пуск - с "Монитором" - будет для нее уже эксплуатационным?
 
- Для этой системы - да.
 
- Что лежит в основе подхода Центра к адаптации РН и КА?
 
- В СССР существовала своя школа ракетостроения и своя школа интеграции спутника с ракетой. Мы шли в чем-то параллельно с Западом, но в чем-то у нас были серьезные различия. Кроме расчетов, мы подвергали адаптер, систему разделения очень жестким испытаниям. Когда мы вошли в рынок пусковых услуг, то сразу столкнулись с необходимостью широкого использования тонких методов динамических расчетов. И здесь мы преуспели. Теперь для "Протона" мы в рамках предоставления услуг по запуску "провязываем" математическую модель спутника с конструкцией адаптера, с моделью нашего РБ, ракеты и просчитываем на все критические случаи полета: старт, разделение, учет порывов ветра и т.п. Эта вот "школа" "Протона" у нас перешла и на "Рокот". И сейчас мы выполняем услуги, так сказать, по высшему уровню. Мы предлагаем заказчикам предварительный расчет, оказываем методическую помощь, помогаем бороться с резонансом, другими неприятностями.Реальный спутник - это динамическая система с точки зрения механики. На ракете всегда есть множество колебаний: синусные, случайные, акустические… Для силового каркаса спутника высокочастотные нагрузки, в общем-то, безразличны. Элементы вторичной структуры: солнечные батареи, шар-баллоны, приборы, гироплатформа и т.п., - являются осцилляторами, имеющими собственные частоты колебаний. Если в спектре внешних частот есть совпадающие - прибор начинает разваливаться.
 
- На "Рокот" есть исходные данные по спектру колебаний, которыми может воспользоваться заказчик, оценивая возможность использования вашей ракеты?
 
- В "Руководстве пользователя" мы даем всю механическую среду. Для проверки механического интерфейса ракеты нам достаточно упрощенной модели, имитирующей в самом общем виде динамические характеристики спутника. Понять процессы внутри спутника можно только с помощью математического моделирования. Основной документ, по которому мы живем с заказчиком - документ контроля интерфейсов. Мы сообщаем о параметрах механической среды вокруг интерфейса: спектр синусовых и случайных вибраций, акустические и температурные условия в конкретных точках. Заказчик, изучив нашу механическую среду, предоставляет нам свою подробнейшую динамическую модель своего КА, которая может включать в себя тысячи элементов. И тогда мы ему просчитаем и скажем: "На вот этой солнечной батарее в такой-то момент будет такая-то перегрузка, такая-то частота и действовать она будет столько-то времени. Мы также моделируем и рассчитываем температуру каждого элемента спутника, а она зависит, помимо внешних условий, от влияния интерфейса.
 
- То есть не вы предоставляете заказчику исчерпывающие данные по РН, чтобы он проверил способность адаптации своей ПН к вашей ракете, а сам заказчик при намерении воспользоваться вашей РН должен предоставить все необходимые сведения по характеристикам своего КА, чтобы вы могли ответить ему, годится для него ваша ракета или нет?
 
- Модель КА, представляемая заказчиком, математически формализована. В результате ее анализа мы сообщаем заказчику, какие воздействия будут в каких-то ее точках. А он потом уже сам с ней разбирается и ее "причесывает": приходит к выводам, что в спутнике надо изменить. Сам процесс, чем мы занимаемся при подготовке к запуску, называется "адаптация ракетного комплекса к ПН". А на самом деле, это процесс взаимный. Когда изготовители спутников проводят свои испытания и сталкиваются с проблемами, то информируют нас, например: "У нас на частоте 81 Гц трясется вот этот бак. Что нам делать?" Мы начинаем разбираться, смотрим на свои спектры, которые мы, конечно, нигде не публикуем и никому не даем, проводим расчеты. Говорим: "Вот здесь вы можете вырезать одну частоту, до такого-то уровня спуститься, но не ниже." Если у них не получается, они должны принимать какие-то конструктивные меры… Мы на "Рокоте" предлагаем действительно высокого качества услуги, и в процессе работы с заказчиком доводим всю систему если не до совершенства, то до такого состояния, которое гарантирует, что спутник после выведения на ракете не пострадает.
 
- Как "Рокоту" удалось уйти от недостатков МБР?
 
- Следует помнить, что "Рокот" - не боевая, а космическая ракета. Она в корне переработана по динамической схеме. Она "мягкая", т.е. создает достаточно низкий уровень нагрузок. Кстати, в этом смысле минометная схема, которая использована в ракетах Янгеля, - очень милая процедура. Я, например, даже сожалею, что Челомей в свое время от нее отказался. Гораздо более серьезной является технология отсечки двигателя. В ЖРД резкое падение тяги происходит за сотые доли секунды. При этом высвобождается энергия, заключенная в сжатой под воздействием перегрузок конструкции ракеты. А это вызывает колебания, что и является самым неприятным. Дросселирование частично снимает проблему, но оно есть только у современных РН. У нас на "Ангаре" очень глубокое дросселирование. У "Рокота" и "Днепра" его нет. Поэтому мы изменили схему: рассчитали так, что топливный отсек РБ "Бриз-КМ" работает как гаситель колебаний: его собственная частота колебаний совпадает с частотой возмущений, возникающих при отсечке тяги ДУ 2 ступени.
 
- Основная проблема - это, конечно, "завязать" по механике. Вторая проблема - это тепловая. Мы также требуем от заказчика представлять тепловую модель в нужном нам формате. Заказчики это понимают. Чтобы выдержать температурные ограничения, мы учитываем при составлении схемы полета положение объекта относительно Солнца, Земли, особенно для пассивного участка полета, после выхода на промежуточную орбиту. Благодаря наличию на РБ системы ориентации и стабилизации на малых двигателях, можно придать ПН нужное пространственное положение, причем именно с учетом тепловых моделей. Даже для этих маленьких спутников мы брали тепловые модели и рассчитывали их движение, потому что заказчики установили нам конкретные температурные ограничения для разных точек поверхности спутников. Никаких нагревательных устройств мы не используем, поворачиваем ПН относительно Солнца. Но это все можно обеспечить только расчетным путем.
 
Что касается этого конкретно пуска, то мы получили механические макеты КА MOST, MIMOSA с имитацией реальных габаритов для отработки и проверки всех необходимых режимов полета и отделения. Для нас этого достаточно. Для маленьких спутников мы потребовали представить электрические аналоги их систем управления разделением, чтобы проверить совместимость с нашей СУ. Такие электрические аналоги мы от них получили.
 
- Вам пришлось укладываться в короткие сроки с интеграцией ПН. Это для вас не было серьезной проблемой?
 
- Приказ о начале работ был подписан 15 декабря 2002 г. Это вообще не срок. Нам пришлось сознательно не идти на некоторые испытания, заранее закладывали несколько большие массы, чтобы гарантировать надежность. Существенно сократили весь объем испытаний, за счет этого вышли на такие сроки. Была очень напряженная работа: за полгода подготовить пуск очень трудно.
 
- В связи с появлением новой ПН в виде наноспутников возникла потребность доработки интерфейсов КА MOST и MIMOSA для обеспечения температурного режима в космосе и т.п.?
 
- Были проблемы, но мы их решили. Доработки не потребовалось, мы просто изменили программу выведения.
 
О полезной нагрузке "Рокота" и научных целях запуска рассказали:
 
    - Йорк Фиртель (York Viertel), менеджер по правительственным и коммерческим программам СП EUROCKOT;
    - д-р Джейми Мэтью (Dr. Jaymie Matthews), профессор университета британской Колумбии (Ванкувер, Канада), научный специалист миссии MOST;
    - Гленн Кемпбелл (Glenn Campbell), менеджер проекта MOST канадского космического агентства CSA.
 
- По каким критериям для запуска КА MOST был выбран именно "Рокот"? Насколько он оказался приемлем для вас по вибрационным и акустическим нагрузкам при запуске, тепловому режиму при выведении на целевую орбиту?
 
К: Решение принималось не на основе оценки эффективности работы системы разделения, а исходя из требуемых параметров орбиты. Первоначально задумывалось, что мы будем выполнять свою программу на Delta-2. Там планировался запуск КА Radarsat, но вся программа была сдвинута, и поэтому мы решили воспользоваться вот этим запуском. Естественно, пришлось немного доработать интерфейс, но это были незначительные изменения.
 
М: Прежде чем соглашаться на запуск на "Рокоте", мы провели все предварительные испытания и расчеты как на механические, так и на тепловые нагрузки. Решение запускаться на "Рокоте" определенным образом повлияло на размер и вес КА, поскольку если бы мы пускались на Delta, MOST был бы больше и тяжелее.
 
- Как удлинила дорогу к пуску смена носителя?
 
К: Следует отметить, что MOST - это малобюджетная программа, и она двигалась очень быстро. Несмотря на смену РН, программа прошла по намеченному плану очень быстро.
 
Ф: Все общие технические материалы по "Рокоту" можно найти в открытых документах. Эта РН иногда даже превышает по своим техническим характеристикам западные РН. Если говорить о параметрах окружающей среды во время этой кампании, то они во многом повторяют то, что было у нас на прежних коммерческих пусках. Но у этой кампании есть важная особенность. Я говорю о разгонном блоке "Бриз-КМ" и его превосходных качествах, а именно о способности запускаться в космосе несколько раз. Соответственно, есть возможность в одном запуске выводить спутники на различные орбиты. Особенностью нынешней кампании является как раз сочетание ПН разнородной по составу и целевым орбитам, такую задачу иначе никак нельзя было запустить на других РН. Это как раз то, что нельзя было бы сделать на РН "Днепр". Требования по целевым орбитам для КА MOST и MIMOSA сильно различаются. Мне трудно представить, чтобы это можно было бы достигнуть на другом носителе. Во всяком случае, среди легких РН другого носителя с такими возможностями больше нет: ни в России, ни на Украине, ни в Китае, ни в США.
 
- Сообщалось, что, несмотря на скромные размеры КА MOST, он будет способен решать задачи чрезвычайно серьезные благодаря длительной экспозиции на требуемые объекты.
 
М: Вот почему мы и выдвигали очень жесткие требования по достижению целевой орбиты, на которой мы могли бы изучать звезды в течение, скажем, двух месяцев. И одновременно ориентировать КА таким образом, чтобы он всегда оставался в тени. Дело в том, что полезной нагрузкой КА является очень чувствительный фотометр, который будет фиксировать все изменения в яркости звезд. Его чувствительность в сотни раз превышает все существующие фотосенсоры. Мы будем использовать эту чувствительность только с одной целью: зарегистрировать все изменения в вибрациях звезд, подобных нашему Солнцу. Фактически мы будем проводить сейсмологическую разведку очень далеких звезд. А также попытаемся зарегистрировать свет, отраженный от планет, вращающихся вокруг той или иной звезды. Если удастся это сделать, то это будет впервые в истории. Во всяком случае, это неплохо для аппарата, который весит намного меньше, чем я сам.
 
- Кроме MOST, на "Рокоте" будет запущен еще один канадский КА - наноспутник CanX-1 изТоронто. Эти программы как-то взаимосвязаны?
 
М: Это только потому, что у нас одним из партнеров по программе MOST выступает институт Торонто по изучению космоса UTIAS. Многие сотрудники работали параллельно по обеим программам, но с точки зрения науки, ресурсов мы абсолютно независимые программы. Мы разделяем патриотические чувства, что канадская наука делает шаги вперед.
 
- С какой из иных научных программ координируется MOST?
 
М: Прежде всего, надо сказать, что КА MOST - это пионер в своем направлении. У французов есть программа COROT, имеющая схожие цели, но они пока не будут запускаться в течение ближайших трех лет. У ESA и NASA, конечно же, есть амбициозные космические программы по изучению глубокого космоса: запускать тяжелые КА с более тяжелыми телескопами, которые по своим характеристикам приближаются к нашим. Новые телескопы позволят изучать большое количество звезд. Но у них не будет той чувствительности, которой обладает MOST.
 
Поэтому мы рассчитываем, что помимо полезной информации, которую мы получим при помощи нашего КА, мы предоставим исходную информацию для новых научных инструментов. В традициях канадского космического агентства коопери-роваться на международной арене, так что это просто продолжение нашей политики.
 
- Из-за весьма длительной экспозиции вы сможете пронаблюдать немногим более десятка звезд. Как выбирали объекты для наблюдения? М: Исходя из научного интереса и наших возможностей на первые два года работы - это ожидаемое время жизни аппарата. Действительно, в год мы сможем изучать примерно 12 звезд.
 
О задачах КА MIMOSA сообщил Радек Перест (Radek Perest?) - координатор проекта в Астрономическом институте АН Чехии.
 
П: Нам также пришлось испытать наш аппарат на совместимость по всем параметрам и условиям выведения. Нас удовлетворили все условия, которые предоставил нам "Рокот". Наш проект достаточно сложный: мы хотим изучать атмосферу на высотах 300-820 км, попытаться учесть влияние всех факторов, которые могут оказывать воздействие на наши датчики: солнечный ветер, солнечная радиация, излучение на теневой стороне Земли. На борту КА установлены чувствительные датчики для измерения динамики КА на низких орбитах. При помощи MIMOSA мы намерены улучшить существующую динамическую модель верхней атмосферы.
 
- Чтобы модель была адекватна, нужно, наверное, производить измерения на протяжении всего 11-летнего цикла солнечной активности?
 
П: Да, действительно, для этого требуются более длительные наблюдения. Но мы не ограничиваемся изучением влияния одного какого-то фактора - например, солнечной активности. Мы пытаемся узнать больше обо всех факторах, которые будут воздействовать на КА в указанном диапазоне высот. Мы были бы очень счастливы, если бы у нас появился еще один шанс запустить следующий КА MIMOSA. Скажем, на орбиту с более высоким апогеем. И в различные периоды солнечной активности. Но это больше относится к возможностям Чехии обеспечить такой объем работ.
 
- В какой мере вы согласуете свой проект с программами исследований КА CHAMP и GRACE, которые запускались здесь же, на космодроме "Плесецк"? GFZ в Потсдаме (разработчик и участник обеих программ) был бы, наверное, заинтересован в результатах ваших исследований для уточнения своих измерений.
 
П: Между этими проектами никакой связи нет, хотя предполагается, что в дальнейшем мы будем обмениваться информацией. Ученые, занятые в этих программах, постоянно контактируют между собой. Результаты нашей миссии - улучшенное представление об атмосфере - послужат исходным материалом для последующих научных разработок.
 
- Предусматривается ли на будущее сотрудничество в проекте или научная кооперация с РФ? Ведь уже есть опыт совместной работы в проекте "Интербол" (1995, 1996 г.г.)?
 
П: Да, эти наработки сохранились, также как и опыт работы. У нас есть хорошие связи с Институтом астрофизики АН в Москве. Там есть группа ученых, которые заинтересованы в результатах наших исследований.
 
Возможно, мы продолжим наш разговор с ними о дальнейшей кооперации, но пока связь с ними осуществляется через интернет. Если у нас пойдет большой объем научной информации, то, возможно, мы даже привлечем их к ее обработке.
 
Комментарий автора:
 
Российские ученые, в отсутствие собственных научных спутников, находят возможности поддержания уровня научных школ в дружбе с коллегами из тех стран, которые на деле заботятся о своей науке. Так, например, сотрудничество с США в GPS-зондировании атмосферы (GPS Remote Sesnsing), как отмечалось на XII Совещании совместной российско-американской рабочей группы "Науки о Земле" (Москва, 28-30.10.2002 г.), "... может включать совместные исследования с использованием экспериментальных данных GPS/MET, CHAMP, SAC-C и других спутниковых проектов для создания новой бистатической радиоголографической технологии для исследования атмосферы, ионосферы и земной поверхности и/или совместную постановку эксперимента с новым спутниковым радиофизическим бистатическим радаром на частотах GPS/GLONASSна борту одного из будущих российских спутников" ["Исследования Земли из космоса", №2, 2003 г., с.89]. В ожидании появления в своем распоряжении новых научных КА, российским ученым остается только рассчитывать на благосклонность зарубежных коллег. Как сообщалось на том же Совещании, "... NASA обеспечит научному сообществу (включая российских коллег) более широкий доступ к данным [КА GRACE]". А теперь вот и чехи обещают поделиться "Мимозой"...
 
 Е.Бабичев   
 
    Планируется, что в следующий коммерческий рейс ракета-носитель "Рокот" отправится 8 октября нынешнего года. Полезной нагрузкой при этом пуске станет 850-килограммовый японский спутник SERVIS-1 (Space Environment Reliability Verification Integrated System).
    Генеральный директор ГКНПЦ имени М.В.Хруничева посетил космодром Плесецк и ознакомился с ходом строительства стартового комплекса "Ангара" - для всех трех модификаций - легкого, среднего и тяжелого класса - этой новой ракеты. А. Медведев заявил, что ракеты-носители
"Ангара" должны полететь с космодрома Плесецк не позднее 2005 года.
    В канун Дня космодрома Плесецк, ежегодно отмечаемого 15 июля, в торжествен-ной обстановке была заложена первая железобетонная плита на реконструируемой взлетно-посадочной полосе аэродрома "Плесецк". После завершения реконструк-ции, с осени 2003 года, аэродром сможет принимать всю существующую современную авиатехнику. Впоследствии сюда сможет осуществлять посадку многоразовая первая ступень "Байкал" ракеты-носителя легкого класса "Ангара".
 
Первоисточник: журнал "Космодром", 8 / 2003 г. 
 
Ред. сайта - жирным выделено мной.
 
 
Многоспутниковый пуск "РОКОТА"
 
30 июня в 17:15:26.043 ДМВ (14:15:26 UTC) боевыми расчетами Космических войск РФ с 3-й пусковой установки 133-й площадки Государственного испытательного космодрома Плесецк осуществлен пуск РН «Рокот» (14А05. – Ред.) с РБ «Бриз-КМ» (14С45 – Ред.). Носитель обеспечил выведение на околоземные орбиты двух КА-микроспутников: MIMOSA (Чехия), MOST (Канада) и шести КА-наноспутников QuakeSat (США), CanX-1 (Канада), CubeSat XI-IV (Япония), CUTE-I (Япония), AAU CubeSat (Дания) и DTUSat (Дания). Кроме того, на РБ «Бриз-КМ» был установлен неотделяемый габаритно-весовой макет (ГВМ) КА «Монитор-Э» (Россия).
 
Пусковые услуги при этом предоставило совместное российско-европейское предприятие Eurockot Launch Services GmbH, образованное в 1994 г. ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и Daimler-Benz Aerospace (ныне – фирма EADS Space Transportation).
 
«Россыпь» на орбите
 
Предварительно этот пуск РН «Рокот» планировался еще на октябрь 2002 г. Основной полезной нагрузкой должен был стать КА «Монитор-Э» №1. Попутно с ним планировалось вывести на орбиту микроспутники MIMOSA и MOST. Тогда пуск носил обозначение LAP-1 (от Launch a Piggy-1 – первый пуск с попутной нагрузкой). Однако из-за задержки с изготовлением «Монитора» в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева планы не раз корректировались. Рассматривалась возможность запуска в марте–мае 2003 г. вместе с MIMOSA и MOST малого КА «Санкт-Петербург-300», разрабатывавшегося слушателями Военно-комической академии им. А.Ф.Можайского. Однако и этот КА не был запущен, а в дополнение к MIMOSA и MOST компания Eurockot LS заключила соглашения о выводе на орбиту шести наноспутников, разработанных в рамках проекта CubeSat (НК №5, 2003, с.27-28). В марте пуск «Рокота» был окончательно намечен на 30 июня 2003 г. и получил официальное обозначение MOM-1: Multiple Orbit Mission-1 – первая миссия с выводом на разные орбиты.
 
Пусковая кампания началась за 33 сут до старта – 28 мая. В этот день на аэродром космодрома Плесецк были доставлены оба микроспутника (канадский MOST и чешская MIMOSA), а также наноспутники AAU CubeSat и DTUSat из Дании и QuakeSat из США. В тот же день все КА и сопутствующее оборудование были выгружены и перевезены на техническую позицию в МИК на площадке 32Т, а КА MIMOSA даже поставлен в чистовую камеру для подготовки КА (помещение 101А с уровнем чистоты 100000). 29 мая в зал 101А переехал и MOST. 2 июня на космодром прибыли наноспутники CanX-1 из Канады и CubeSat XI-IV и CUTE-I из Японии, а также два пусковых контейнера – NLS-1 и NLS-2. В тот же день прошла транспортировка блока ускорителей первой и второй ступеней РН «Рокот» в транспортно-пусковом контейнере из МИКа 32Т на стартовый комплекс 14П25 площадки 133. Там его установили на стационарную опорную колонну пусковой установки №3. На РН была надвинута башня обслуживания.
 
В первые две недели июня зарубежные специалисты, приехавшие в Плесецк, приступили к подготовке своих спутников к запуску. КА CanX-1, AAU CubeSat и DTUSat были установлены в пусковой контейнер NLS-1, а КА QuakeSat – в контейнер NLS-2. 13 июня КА MIMOSA был установлен на многоспутниковый диспенсер MSD (Multi Satellite Dispenser), прошли электрические испытания его системы разделения. На следующий день на MSD был смонтирован КА MOST. 16 июня завершилась установка на MSD контейнеров NLS-1 и NLS-2, а также КА CubeSat XI-IV и CUTE-I, установленных в своих «персональных» стартовых контейнерах. Последним на MSD установили ГВМ «Монитора-Э».
 
Тем временем РБ «Бриз-КМ» был перевезен на заправочную станцию 11Г143-2. 13 июня состоялась его заправка горючим (НДМГ), а 14 июня – окислителем (АТ). 15 июня заправленный «Бриз-КМ» был возвращен в МИК 32Т и установлен на технический комплекс 14П46 для сборки космической головной части (КГЧ).
 
17 июня диспенсер MSD был установлен на РБ, а 21 июня сборка КГЧ 14С19 была завершена: на ней смонтировали двухстворчатый головной обтекатель. В следующие дни КГЧ перевезли в зал сборки РН МИКа 32Т. На ГО были установлены маты пассивной теплоизоляции. КГЧ перенесли на дрезину для транспортировки к стартовому комплексу. 23 июня КГЧ перевезли на 133-ю площадку. На стартовом комплексе КГЧ была поднята в башню обслуживания, установлена на ее седьмом уровне и подключена к системе вентиляции и термостатирования стартового комплекса. 25 июня прошла установка КГЧ на блок ускорителей, соединение гидро-, пневмо- и электромагистралей. На следующий день были проведены совместные электрические испытания РКН, которые прошли успешно. 27 июня состоялось заседание Государственной комиссии, которая приняла решение начать заправку блока ускорителей (первой и второй ступеней РН) компонентами ракетного топлива и провести запуск 30 июня в 17:15:26 ДМВ. В тот же день была репетиция предстартового отсчета в оборудованном в г.Мирном Центре управления полетом. Заправка блока ускорителей компонентами топлива прошла 28 июня.
 
Рано утром в день старта состоялось построение боевого расчета и постановка ему задач, после чего все номера расчета заняли свои рабочие места и приступили к контролю исходного положения РКН. Затем началось заседание Государственной комиссии, которая дала «добро» на старт. После этого боевые расчеты приступили к выполнению мероприятий по предстартовой подготовке и пуску РКН. Старт состоялся в точно намеченное время.
 
Циклограмма пуска (расчетная):
 
          00:02:00 - старт;
          00:02:02 - отделение 1-й ступени;
          00:02:51 - отделение головного обтекателя;
          00:05:05 - отделение 2-й ступени;
          00:05:07 - 1-е включение ДУ РБ «Бриз-КМ»;
          00:13:19 - выключение ДУ РБ «Бриз-КМ»;
          00:43:56 - 2-е включение ДУ РБ «Бриз-КМ»;
          00:44:47 - выключение ДУ РБ «Бриз-КМ»;
          00:47:06 - отделение КА MIMOSA;
          01:25:54 - 3-е включение ДУ РБ «Бриз-КМ»;
          01:26:18 - выключение ДУ РБ «Бриз-КМ»;
          01:27:42 - отделение контейнеров NLS-1 и NLS-2 с
                             наноспутниками;
          01:31:21 - отделение КА MOST;
          01:32:31 - отделение КА CybeSat XI и CUTE;
          01:41:01 - 4-е включение ДУ РБ «Бриз-КМ» для
                             сведения блока с орбиты;
          01:41:51 - выключение ДУ РБ «Бриз-КМ».
 
 
 
 
После первого включения РБ головной блок оказался на переходной орбите с параметрами: наклонение 96.8°, высота 153x470 км, период 90.8 мин. Второе включение «Бриза-КМ» состоялось на восходящем участке витка над южной частью Тихого океана. В результате головной блок оказался на целевой орбите для КА MIMOSA. Его отделение прошло через 2 мин 19 сек после второй отсечки двигателя «Бриза-КМ», в 18:02:31.327 ДМВ, вне видимости наземных средств слежения.
 
За прошедшие после этого события почти 40 мин микроспутник и «Бриз-КМ» разошлись на безопасное расстояние, что позволило безболезненно для MIMOSA провести над Египтом третий запуск ДУ РБ. Третье включение двигателя сформировало целевую орбиту для всех остальных спутников. Их отделение проходило над Восточной Европой в зоне видимости НИП-14 в подмосковном Щелкове. Отделение КА MOST прошло в 18:46:46.327 ДМВ, отделения наноспутников средствами РБ не телеметрировались. Затем прошло четвертое включение ДУ «Бриза-КМ» для перевода на более низкую орбиту его и оставшихся на нем диспенсора MSD с ГВМ «Монитор-Э» и пусковыми контейнерами NLS-1 и NLS-2.
 
Центр обработки и отображения полетной информации «Хруничев Телеком» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева во время пуска проводил работы по сбору, обработке и трансляции отображения в сеть Internet. Вся информация формировалась в автоматическом режиме.
 
Это был третий коммерческий пуск «Рокота» после вывода на орбиту 17 марта 2002 г. двух КА GRACE и 29 июня 2002 г. двух КА Iridium. В следующем коммерческом пуске «Рокота» на орбиту должен выйти японский экспериментальный КА SERVIS-1. В апреле этого года в японском городе Камакура в Университете USEF, разработавшем спутник, успешно прошли испытания адаптера для интеграции КА на РН и системы разделения. 2 июля Eurockot LC объявил, что запуск SERVIS-1 намечен на 8 октября 2003 г.
 
По информации ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и Eurockot LC
 
Орбитальная MIMOSA
 
Научно-исследовательский микроспутник MIMOSA создан по заказу Астрономического института Чешской академии наук чешской компанией Space Devices Ltd. Целью проекта стало уточнение моделей верхней атмосферы, гравитационного поля Земли, ее теплового излучения, солнечной радиации и т.п. Для этого в ходе полета будет вестись сбор информации о динамике движения КА, оцениваться влияние на параметры движения различных факторов, главным образом – верхней атмосферы и гравитационного поля. MIMOSA также имеет возможность определять другие возмущающие силы неаэродинамического и негравитационного происхождения.
 
Название микроспутника произошло от его основной задачи: MIcroMeasurements Of Satellite Acceleration – микроизмерения ускорения спутника. Для большей точности измерения параметров полета спутника корпус КА должен был иметь достаточно правильную форму, в идеале – сферу. Однако корпус MIMOSA имеет вид близкого к сфере многогранника с 26 гранями: 18 квадратных и 8 треугольных. Размеры корпуса КА – 560x560x570 мм, точность балансировки – 0.6 мм. Стартовая масса КА составила 66 кг.
 
В самой середине этого корпуса, а точнее – в центре масс аппарата, установлен основной прибор КА – высокочувствительный микроакселерометр MACEK для точного определения параметров движения. Он относится к новому поколению чешских микроакселерометров MAC-03. Сначала MAC-01 летал на чешском КА Magion 3, запущенном вместе с советским КА «Интеркосмос-25» 18 декабря 1991 г. MAC-02 в сентябре 1996 г. находился на борту шаттла «Атлантис» (миссия STS-79), стыковавшегося к станции «Мир». Микроакселерометр MAC-03, в отличие от своих предшественников, имеет не один, а два диапазона измерения: первый – до 2·10-4 м/с2, второй – до 5·10-5 м/с2. Точность измерений обоих режимов – 2·10-10 м/с2. Диапазон измеряемых частот колебания от 0.1 до 10-4 Гц.
 
Для определения ориентации КА и параметров его движения на MIMOSA установлены солнечный датчик ориентации, магнитометр, приемник сигналов сети GPS и измеритель дальности. Для активного управления ориентацией КА на нем установлены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях три магнитных торсиона. Никаких двигателей для изменения орбиты или ориентации на КА больше нет. Телеметрическая система КА обеспечивает передачу данных на Землю со скоростью 56 кбод, командная линия рассчитана на прием с Земли команд со скоростью 1200 бод. На КА установлены восемь передающих и одна приемная антенны. Бортовой компьютер для обеспечения управления КА, сбора и хранения научной информации имеет два (основной и запасной) идентичных модуля. Каждый модуль собран на базе процессора SAB80C166 с постоянным запоминающим устройством объемом 8 кбайт, оперативной памятью 2 Мбайта. Для обеспечения электропитания всех систем и научной аппаратуры КА на его 17 (из 18) квадратных гранях установлены панели солнечной батареи. Каждая панель изготовлена из арсенида галлия и имеет размер 200x200 мм. Для накопления электроэнергии на КА установлена литий-ионная буферная батарея емкостью 8 А·ч. В начале полета средняя мощность системы электропитания составит 20 Вт, через 1.5 года – 13 Вт.
 
Первоначально чехи предполагали провести запуск КА MIMOSA с помощью РН «Космос-3М» в одном из кластерных пусков с несколькими малыми КА. Поэтому аппаратура КА рассчитывалась на работу на орбите высотой 400–1400 км и наклонением 78°. Однако потом их устроили предложения Eurockot. Кластерный пуск «Рокота» предусматривал выведение КА на солнечно-синхронную круговую орбиту высотой около 980 км. Измерение параметров верхней атмосферы на такой орбите потеряло бы всякий смысл. Поэтому, чтобы обеспечить необходимые условия для измерений с помощью MIMOSA, КА было решено отделить от РБ «Бриз-КМ» перед последним, третьим импульсом, когда орбитальный блок находился еще на переходной орбите: ее высота перигея должна была составить 320±10 км, высота апогея – 820±20 км, наклонение – 96.8°. Такая орбита вполне удовлетворила чешских ученых.
 
После выведения на расчетную орбиту и отделения от РБ на наземной станции в Панской Веси был принят сигнал с КА MIMOSA. Прошла информация о том, что на нем раскрылись все восемь антенн, выполнено тестирование служебных систем КА, его научной аппаратуры. По данным наземных измерений, КА после отделения находился на орбите со следующими параметрами (по состоянию на 15:02 UTC 30 июня 2003 г.):
 
- период обращения – 96.073 мин;
- высота перигея – 320.3 км;
- высота апогея – 820.6 км;
- скорость в перигее – 7.851 км/с;
- скорость в апогее – 7.306 км/с;
- долгота восходящего узла – 60°;
- изменение прямого восхождения восходящего узла – 0.88°/день;
- изменение аргумента перигея – 3.44°/день.
 
Из Панской Веси будет вестись работа с КА в течение всего срока эксплуатации, рассчитанного на 18 месяцев.
 
По информации Чешского астрономического института
 
MOST
 
MOST (Аббревиатура MOST переводится с английского как «самый большой») – самый маленький из до сих пор запускавшихся КА-телескопов. В разрез с общей тенденцией к созданию все более и более крупных орбитальных телескопов, MOST по своим размерам подобен небольшому чемодану (размер КА на орбите – 944.6x799.3x256.5 мм), весящему, правда, целых 60 кг. Однако этот малыш будет способен провести сверхточные измерения изменения светимости звезд, определить их возраст, а через них и возраст Вселенной, найти на орбитах вокруг звезд планеты класса Юпитера и определить состав их атмосферы. Как оказалось, для этих задач отнюдь не нужна гигантская орбитальная обсерватория.
 
Все началось с того, что в 1960 г. были открыты циклические колебания светимости Солнца. Выяснилось, что причина этих колебаний – в возникновении звуковых волн из-за пульсации в поверхностном слое звезды. Звуковые волны и вызывали изменения яркости Солнца. Как определили ученые, частота этих колебаний соответствует возрасту звезды. В молодых звездах большее количество водорода, чем гелия. Поскольку водород легче, чем гелий, звуковые волны проходят через него более быстро. Чем старее звезда, тем больше в ней гелия и тем медленнее проходят через него звуковые волны, а следовательно, меньше изменения яркости звезд.
 
Правда, изменения яркости излучаемого звездой света крайне малы. Они составляют всего несколько миллионных долей от полного светового потока (в районе 0.0002–0.0004% от полной яркости). Измерения таких колебаний света от других звезд можно представить следующим образом. Темной ночью посмотрите на одиноко стоящий столб с горящей лампочкой с расстояния 1 км. Затем пододвиньтесь, если так можно выразиться, к столбу на полмиллиметра. Почувствуете разницу? А вот MOST как раз способен на это! Отсюда появилось и его название: Microvariability & Oscillations of STars – микроизменения и колебания звезд.
 
На Земле подобные измерения проводить невозможно. Прежде всего, мешает атмосфера, ее постоянное тепловое и ветровое перемешивание, которое вызывает эффект «дрожания» звезд. Кроме того, для точного измерения частоты колебаний требуется достаточно длительный период наблюдений каждой звезды, невозможной из-за вращения Земли вокруг своей оси. Космический телескоп на околоземной орбите исключает обе эти преграды. Причем для такого телескопа отнюдь не нужно очень большое усиление яркости звезд. Достаточно сверхточного фотометра, способного измерить колебания яркости. Кстати, такой суперфотометр может найти и достаточно большие планеты (в 10–100 раз больше Юпитера): такие планеты, проходя по оси между звездой и спутником, чуть-чуть уменьшают яркость звезды (попросту говоря, затмевают часть звезды).
 
Исходя из всего вышесказанного основными целями миссии КА MOST стали обнаружение и характеризация:
 
• акустических колебаний светимости у солнцеподобных звезд, включая очень старые звезды (металлически бедные подкарлики) и магнитные звезды (типа roAp) для исследования их сейсмологии, структуры, состава и возраста;
 
• отраженного света от гигантских «экзопланет», орбиты которых достаточно близки к солнцеподобным звездам, для оценки их размеров и определения состава атмосферы;
 
• турбулентных изменений в массивных звездах для определения количества выбрасываемого ими газа в межзвездную среду.
 
В качестве объектов наблюдения для КА MOST выбраны достаточно яркие (светимость до 6-й звездной величины) солнцеподобные звезды, расположенные сравнительно недалеко от Солнца.
 
Основным оптическим инструментом КА MOST служит телескоп с диаметром основного зеркала 150 мм. Для регистрации светового потока предназначена CCD камера с двумя матрицами Marconi 47-20, имеющими поле 1024x1024 пикселей каждая. Одна CCD-матрица используется для научных наблюдений, другая ежесекундно считывает положение звезд в целях управления ориентацией КА. Телескоп имеет единственный широкополосный фильтр, который пропускает свет в диапазоне длин волн 350–700 нм. Камера оборудована большим количеством микролинз Фабри, которые формируют очень устойчивое изображение от целевой звезды, что является ключевым элементом в проведении сверхточных фотометрических измерений. В целях упрощения конструкции, достижения высокой надежности и снижения расходов, прибор (телескоп + CCD-камера) не имеет никаких движущихся частей: конструкция автоматически поддерживает соосность всех элементов в широком диапазоне температур. CCD-матрицы охлаждаются пассивной системой терморегулирования (пассивные излучающие радиаторы). Точность фотометрических измерений составляет 1·10-6 от полной яркости источника. Кроме того, очень слабые колебания яркости могут быть выявлены путем долгосрочных (встречались сообщения, в которых речь шла о наблюдениях одного объекта длительностью от 7 недель до 3 месяцев) наблюдений методом Фурье-анализа или подобными ему. Из-за таких длительных сроков экспозиции за год MOST сможет пронаблюдать лишь около 12 целевых звезд.
 
За основу проекта КА была взята базовая спутниковая платформа, разработанная Радиолюбительской спутниковой корпорацией AMSAT. Электропитание КА обеспечивают закрепленные на корпусе панели СБ. Для обеспечения ориентации с точностью 10 угловых секунд и ее поддержания используются три гироскопа, специально разработанных для КА MOST фирмой Dynacon Enterprises Limited. Они позволяют не только обеспечивать высокую точность ориентации, но и компенсировать колебания самого КА. Для крупных изменений ориентации на КА установлено три магнитных торсиона.
 
В качестве рабочей орбиты КА была выбрана солнечно-синхронная высотой 820±25 км и наклонением 98.7°. Эта орбита позволяет иметь зону непрерывного наблюдения для звезд со склонением примерно от -19° до +36°. Целевые звезды из этой зоны можно будет наблюдать непрерывно не менее 60 суток.
 
Прием информации с КА MOST и отправку на него команд управления будут осуществлять три наземные станции в Торонто (университет Торонто), в Ванкувере (университет Британской Колумбии) и Вене (университет Вены). Станции оборудованы антеннами S-диапазона с диаметром 2.5 м. Продолжительность ежедневных сеансов связи с КА составит около 40 мин. В ходе сеансов связи на борт MOST будут передаваться программы исследований и команды управления (скорость передачи данных линии «Земля-борт» – 9600 кбод) и приниматься научные данные (скорость линии «борт-Земля» – 38400 кбод).
 
Заказчиком КА выступил отдел поддержки космических наук Канадского космического агентства. Основным подрядчиком по КА и его телескопу была компания Dynacon Enterprises Limited (г.Миссиссауга, провинция Онтарио, Канада). Другими ключевыми партнерами по проекту MOST были университет Британской Колумбии, Институт космических исследований университета Торонто UTIAS, Центра технологий исследований Земли и космоса CRESTech (г.Торонто, Канада), радиолюбительская спутниковая корпорация AMSAT, включая ее канадское и американское отделения, корпорация AeroAstro (г.Херндон, шт. Вирджиния, США), Spectral Applied Research (г.Конкорд, провинция Онтарио, Канада), Routes AstroEngineering (г.Каната, провинция Онтарио, Канада), Королевское астрономическое общество Канады RASC и университет Вены.
 
Заказчиком КА выступил отдел поддержки космических наук Канадского космического агентства. Основным подрядчиком по КА и его телескопу была компания Dynacon Enterprises Limited (г.Миссиссауга, провинция Онтарио, Канада). Другими ключевыми партнерами по проекту MOST были университет Британской Колумбии, Институт космических исследований университета Торонто UTIAS, Центра технологий исследований Земли и космоса CRESTech (г.Торонто, Канада), радиолюбительская спутниковая корпорация AMSAT, включая ее канадское и американское отделения, корпорация AeroAstro (г.Херндон, шт. Вирджиния, США), Spectral Applied Research (г.Конкорд, провинция Онтарио, Канада), Routes AstroEngineering (г.Каната, провинция Онтарио, Канада), Королевское астрономическое общество Канады RASC и университет Вены.
 
Канадское космическое агентство потратило на проект MOST 8.5 млн $, оплатив разработку и изготовление спутника, оснащение наземных станций слежения, а также запуск и управление полетом. Правительство провинции Онтарио через Научно-исследовательский фонд Онтарио внесло дополнительные 1.2 млн $ для поддержки разработки проекта MOST в Институте космических исследований университета Торонто UTIAS. Для поднятия общественного интереса к проекту MOST его организаторы благодаря Королевскому астрономическому обществу Канады провели конкурс среди астрономов-любителей по выбору объектов наблюдения телескопа. Предусмотрено, что часть рабочего графика наблюдений КА MOST будет отдана наблюдениям объектов, победивших в конкурсе. Полученные данные будут переданы победителям конкурса для анализа.
 
Кроме того, MOST несет еще одну небольшую второстепенную полезную нагрузку: радиолюбительский ретранслятор, который был установлен на микроспутнике в качестве компенсации за участие в проекте группы AMSAT Canada. Ретранслятор использует существующие AMSAT-протоколы, его канал «Земля-борт» работает в L-диапазоне, «борт-Земля» – в S-диапазоне.
 
7 июля Институт космических исследований университета Торонто UTIAS официально сообщил, что MOST жив-здоров, с него получено много телеметрии, все системы работают штатно, температурный баланс, приходы электроэнергии и состояние буферных батарей в норме, устойчиво работают все каналы связи с микро-КА.
 
По информации CSA, университета Британской Колумбии, Института космических исследований университета Торонто, AMSAT Canada
 
Нано-«кубики»
 
Идея создания наноспутников CubeSat принадлежит профессору Стэнфордского университета Бобу Твиггсу (Bob Twiggs). Профессор посчитал, что при современном развитии микроэлектроники, микропроцессоров и других перспективных технологий небольшие студенческие группы при финансировании учебными заведениями вполне способны создать крошечные спутники, весящие только 1 кг с размерами 10x10x10 см. При небольшом бюджете за короткий промежуток времени можно будет изготовить КА, запустить его в космос и получить очень неплохие результаты.
 
Проект CubeSat был принят в 1999 г. Университетским симпозиумом космических систем USSS. Его поддержали сообщество университетов США и Японии, а главной «движущей силой» стали Калифорнийский политехнический университет в Сент-Луисе, Лаборатория развития космических систем Стэнфордского университета, Токийский университет и Токийский технологический институт.
 
Целью проекта CubeSat стало предоставить студентам и аспирантам ведущих университетов и институтов мира опыт работы над современными КА, привлечь их к разработке новых космических технологий, проектированию систем перспективных КА, расширить международное межвузовское сотрудничество. Кроме того, организаторы проекта приветствовали привлечение к работам промышленных фирм, чтобы снизить затраты на создание КА.
 
Было решено изготовить и запустить порядка 20 нано-КА на основе единой базовой платформы, представляющей собой куб (отсюда и название проекта – Cubic Satellite) с гранью 100 мм и весом около 1 кг. Базовая платформа CubeSat выполнена из фрезерованных элементов из алюминиевого сплава Al 7075 или Al 6061. В конструкции предусмотрены узлы для крепления электронных блоков, прокладки кабелей, установки дополнительных приборов. Снаружи на силовых элементах конструкции нано-КА крепятся панели СБ. Внутри спутник, естественно, не герметизирован. Связь КА с Землей должна была поддерживаться в диапазоне радиолюбительской связи. Для удобства запуска КА семейства CubeSat в Калифорнийском политехническом университете был разработан транспортно-пусковой контейнер P-POD. Каждый P-POD может нести три стандартных «кубика» с ребром 10 см и весом 1 кг.
 
В ходе пуска MOM-1 на РН «Рокот» все шесть CubeSat’ов планировалось вывести на одну солнечно-синхронную орбиту высотой 820±25 км и наклонением 98.7±0.1°. По информации организаторов проекта, разработка, изготовление, запуск и работа с одним нано-КА обходится в 40 тыс $.
 
Согласно планам разработчиков проекта CubeSat, в начале 2004 г. планируется запуск следующих 15 «кубиков» на борту РН «Днепр». Менеджеры проекта также работают с множеством других возможных поставщиков пусковых услуг. Среди вариантов запуска рассматривается шаттл, РН Pegasus и перспективный частный носитель Falcon компании SpaceX, который мог бы осуществить свой первый полет также в 2004 г.
 
QuakeSat
 
Наиболее интересным из шести запущенных 30 июня наноспутников является КА QuakeSat. Помимо чисто образовательных задач и простеньких экспериментов, которые реализуются на других пяти «кубиках», на QuakeSat будут выполняться серьезные научные исследования по обнаружению признаков землетрясений. В научном плане назначение этого космического аппарата похоже на задачи российского КА «Компас», запущенного 10 декабря 2001 г.
 
На QuakeSat планируется проверить теорию о том, что в преддверии крупных землетрясений в районе стихийного бедствия регистрируются магнитные поля крайне низкой частоты (КНЧ лежит в диапазоне от 5 Гц до 2 кГц). Для регистрации этих предшественников землетрясения на QuakeSat установлен основной научный прибор – магнитометр. Он установлен на 30-сантиметровой телескопической штанге. Длина прибора и штанги стала сначала проблемой при реализации проекта в рамках программы CubeSat. Однако потом нашелся простой выход: сделать КА QuakeSat из трех состыкованных стандартных «кубиков». Поэтому габариты наноспутника составили 300x100x100 мм, а стартовая масса – 3 кг. КА должен был один занять трехместный пусковой контейнер P-POD.
 
Спутник был изготовлен в Лаборатории разработки космических систем Стэндфордского университета (США) под руководством профессора Роберта Твиггса (Robert Twiggs). Для реализации проекта его инициаторами и представителями ряда промышленных фирм была создана компания QuakeFinder LLC. Телескопическая штанга магнитометра установлена в центре КА вдоль его продольной оси. У ее основания установлены четыре раскрываемые антенны системы радиосвязи. Снаружи наноспутника смонтированы панели СБ, а внутри на боковых панелях установлены бортовые системы. Компьютер КА создан на базе процессора PC104 и назван Prometheus. Система связи включает модем BayPac BP-96A и портативную радиостанцию TekkT-Net Mini 960 мощностью 1.2 Вт. Она рассчитана на передачу «пакетов» данных со скоростью 9600 бод в УВЧ-диапазоне (частота 436.675 МГц с шириной полосы 20 кГц).
 
Трехосная система ориентации нано-КА использует в качестве пассивного органа управления ту самую телескопическую штангу, а в качестве активных – четыре магнитных торсиона ALNICO 8HE и «гистерезисный стержень» Carpenter 49 High. Система электроснабжения включает четыре панели СБ (размер 300х100 мм), жестко закрепленные на корпусе КА, и четыре двухсторонние развертываемые панели СБ (размер 300х100 мм). Все СБ изготовлены из арсенида галлия и обеспечивают среднюю мощность энергопитания 5 Вт. Внутри КА установлены две буферные литий-ионные батареи емкостью 1.4 А·ч, обеспечивающие питание систем КА напряжением 3.7 В.
 
5 июля QuakeFinder LLC сообщила, что КА QuakeSat находится «в добром здравии» и успешно работает. Специалисты определили, что Стратегическое командование присвоило ему номер 27845. После отделения от «Бриза-КМ» КА кувыркался с периодом оборот за 128 сек, но затем с помощью бортовых средств замедлил вращение до периода оборот за 300 сек, что в пределах нормы. Температура всех систем находится в расчетных пределах. Прием информации с КА ведет специально оборудованная станция Сэндфордского университета SGS.
 
Все остальные нано-КА имеют стандартный CubeSat’овский размер 100x100x100 мм и массу около 1 кг.
 
AAU CubeSat
 
Наноспутник AAU CubeSat изготовлен в Алборгском университете в Дании. Он предназначен для получения снимков земной поверхности. Бортовой компьютер OBC нано-КА изготовлен на базе микроконтроллера C161PI, имеет оперативную память 16 Мбайт. Компьютер обеспечивает управление системами связи и энергопитания, сбор и обработку данных от CMOS-камер. Система энергопитания включает панели СБ размером 68.96x39.55 мм, установленные на пяти из шести граней КА. На шестой грани расположена система раскрытия четырех антенн. Трехосная ориентация обеспечивается с помощью трех магнитных торсионов, стоящих во взаимно перпендикулярных плоскостях. Система связи включает модем и портативный радиопередатчик, работающий на частоте 435–438 МГц. Пассивная система терморегулирования обеспечивает работу аппаратуры AAU CubeSat в диапазоне температур от +80 до -40°С.
 
На AAU CubeSat установлены две CMOS-камеры фирмы Kodak. Каждая камера имеет матрицу 1.3 Мпикселов (1280x1024 пикселов) с 24-битной цветностью. С высоты расчетной орбиты 820 км камеры способны передавать изображения участка поверхности Земли размером 150x115 км. Размеры изображений должны служить для контроля высоты орбиты нано-КА. Каждая камера имеет диаметр объектива 20 мм. Основным объектом съемки камер AAU CubeSat должна стать Дания. Первый сигнал с AAU CubeSat был получен 3 июля канадской станцией слежения за нано-КА CanX-1 в университете Торонто. На следующий день их приняла и станция Алборгского университета. По информации специалистов университета, AAU CubeSat имеет номер 27846 в каталоге СК США. В дальнейшем помощь в приеме информации с нано-КА датчанам оказали и их норвежские коллеги, создающие в настоящее время свой «кубик» NCUBE. К 9 июля студенты наладили управление полетом AAU CubeSat и приступили к тестированию камер и антенн.
 
 CUTE-1
 
Наноспутник CUTE-1 создан в Токийском технологическом институте. Его название является аббревиатурой от CUbical Titech Engineering satellite – кубический технический спутник «Титеха». Буквально же при переводе с английского CUTE переводится как «симпатичный», что, как считают создатели нано-КА, соответствует действительности. Создание CUTE-1 стало инженерным проектом, предназначенным, главным образом, для решения образовательных задач студентов института. На КА установлены CW-телеметрический передатчик, работающий для непрерывной передачи данных и как радиомаяк, FM-телеметрический передатчик для пакетной передачи (частота «вверх» 144 МГц, частота «вниз» 430 МГц) телеметрии в соответствии с двумя различными протоколами.
 
На CUTE-1 установлен ряд датчиков для оценки его состояния и хода полета: прецизионный вибрирующий гироскоп, двухосевой акселерометр, температурный датчик, солнечный датчик на базе CMOS-камеры. Энергопитание мощностью до 1.5 Вт обеспечивают шесть панелей СБ на всех гранях нано-КА и еще одна поворотная СБ (размер 40x60 мм), наводящаяся на Солнце по солнечному датчику, а также литий-ионная буферная батарея емкостью 1040 мА·ч при напряжении 3.8 В. По информации разработчиков CUTE-1, после отделения от «Бриза» на их наноспутнике успешно развернулись все четыре антенны и поворотная секция СБ, непрерывно работает CW-передатчик, FM-передатчик передает телеметрические данные со скоростью 1200 байт/с, все датчики работают и передают информацию. Аппарат значится в каталоге СК США под номером 27844.
 
CanX-1
 
Наноспутник CanX-1 создан специалистами Института аэрокосмических исследований университета в Торонто (Канада). Он предназначен для фотографирования Земли и звезд с помощью двух бортовых CMOS-камер. На нано-КА установлен мощный бортовой компьютер Atmel AT91R40807 на базе процессора ARM7TDMI с частотой 40 МГц, имеющий статическую память SRAM объемом 1 Мбайт, перепрограммируемую постоянную память объемом 32 Мбайт, с максимальным энергопотреблением 200 мВт, размером 98x96x8 мм. Система связи CanX-1 состоит из радиопередатчика MHX-2400 фирмы Microhard Corp. с «прыгающей частотой». В отличие от всех остальных передатчиков УВЧ-диапазона (430 МГц) CubeSat'ов, передатчик CanX-1 работает в диапазоне 2.4 ГГц. Он был рекомендован для использования в CubeSat благодаря своим небольшим размеру и весу, а также простой интеграции в состав нано-КА. Размер антенны передатчика невелик, что позволило отказаться от развертываемых антенн. Вместо них используется антенна с круговой поляризацией на одной из граней наноспутника.
 
Система управления и обработки данных строится на малопотребляющем процессоре ZWorld LP3100, созданном на микроконтроллере Z180. Шина RS-232 используется для соединения процессора с системами связи и двумя видеокамерами. На внешних гранях CanX-1 установлены арсенид-галлиевые панели СБ, обеспечивающие пиковую мощность 2 Вт. Для обеспечения трехосной ориентации КА на нем установлены три магнитных торсиона. Для определения параметров движения нано-КА на нем установлен GPS-приемник. Среди других задач миссии CanX-1 – испытание его электронных компонентов на ресурс в условиях открытого космоса. По состоянию на 10 июля никакой информации о состоянии CanX-1 не поступало.
 
CubeSat XI-IV
 
Наноспутник CubeSat XI-IV создан в Токийском университете. Он предназначен, главным образом, для образовательных целей студентов университета, которые приобретают опыт работы по полному циклу разработки, изготовления космического аппарата и управления проектом. Его название как раз и отражает образовательную программу: XI означает «исследование Х-фактора» (X-factor Investigator). Цифра IV – это порядковый номер аппарата. Первые три были экспериментальными моделями, собранными для отработки систем. Изготовители КА предполагают дать ему прозвище после начала его работы на орбите. Кроме образовательных программ, на CubeSat XI-IV отрабатываются технологии, необходимые для создания в будущем сверхмаленьких спутников. На нано-КА установлены компьютер с процессором OBC PIC16F877 частотой 4 МГц, имеющим специальную систему защиты от факторов космического полета. Передатчик телеметрии TEKK KS-960 работает на частоте 437.490 МГц с помощью дипольной развертываемой антенны и передает информацию со скоростью 1200 байт/с.
 
Приемник команд управления ALINCO DJ-C1 работает на частоте 140 МГц с той же скоростью. Кроме того, на CubeSat XI-IV установлен радиомаяк, излучающий на частоте 436.8475 МГц с мощностью 50 мВт с помощью дипольной развертываемой антенны.
 
 Литий-ионные батареи заряжаются от солнечной батареи. Для контроля за параметрами системы электропитания имеются датчик солнечного потока на СБ и датчик напряжения бортовой батареи. На нано-КА имеется CMOS-камера для передачи изображения Земли. 1 июля на сайте Лаборатории систем космической разведки ISSL Токийского университета появилась информация, что принят сигнал от радиомаяка CubeSat XI-IV. Специалисты университета идентифицировали свой нано-КА в каталоге СК США под номером 27847. Однако с того момента на сайте ISSL обновляются только орбитальные элементы на аппарат и постоянно висит сообщение: «Пожалуйста, сообщите о ваших контактах с XI-IV и передайте информацию о ваших действиях и полученных данных». Видимо, пока связь с нано-КА наладить не удалось.
 
DTUSat-1
 
Наноспутник DTUSat-1 разработан и изготовлен примерно 70 студентами Датского технического университета. Он предназначен для фотографирования Земли и звезд с помощью двух бортовых CMOS-камер с энергопотреблением 400 мВт. Однако главной полезной нагрузкой DTUSat-1 была малогабаритная электродинамическая лебедка. С ее помощью предполагалось провести проверку возможности развертывания в космосе фала длиной 450 м и демонстрацию силы Лоренца от электрического тока, возникающего в фале при его взаимодействии с магнитным полем Земли.
 
 Для передачи информации на Землю на КА был установлен экспериментальный передатчик, работающий на частоте 460 МГц. Спутник имеет трехосную систему ориентации, для чего на нем установлены три магнитных торсиона, а для определения положения нано-КА в пространстве – три магнетометра и пять датчиков угла солнца. Масса каждого датчика угла солнца, включая электронику, – всего 3 г. Вся электроника нано-КА была разработана для работы от тока напряжением 3.3 В. Однако по состоянию на 10 июля DTUSat-1 оставался «потерянным» спутником, с которого не были получены никакие сигналы. Правда, его создатели надеются, что их аппарат просто недостаточно далеко отошел от других наносуптников и они «забивают» более слабый сигнал DTUSat-1.
 
 
Габаритно-весовой «Монитор»
 
Экспериментальный малый КА «Монитор-Э» создается в Центре Хруничева на базе универсальной космической платформы «Яхта» в рамках программы «Монитор». Целью программы является оперативное обеспечение природно-ресурсной информацией российских и иностранных пользователей в интересах: экологического мониторинга, контроля чрезвычайных ситуаций и оценки их последствий, лесного и сельского хозяйства, картографирования, геологического картирования и поиска полезных ископаемых, проектирования и строительства инженерных коммуникаций, гидрологии. Программа была разработана и реализовывалась на собственные средства Центра Хруничева.
 
Первым КА системы «Монитор» должен был стать экспериментальный спутник «Монитор-Э». Масса КА – 650 кг, срок активного функционирования – 5 лет. На нем планировалось установить две камеры для оптико-электронного наблюдения земной поверхности с разрешением 8 м (панхроматическая съемка) и 20 м (многозональная съемка). Аппаратура с разрешением 20 м предназначалась для непосредственной передачи информации на малые региональные пункты приема. Основная идея такого решения – оперативное доведение информации до потребителя, обеспечение широкого доступа пользователя к информации. Практически вся территория СНГ, Западной Европы, Ближнего Востока, Средней Азии, Дальнего Востока входила в зону радиовидимости приемных станций, создаваемых в России и способных принимать и обрабатывать информацию с КА «Монитор-Э». Со многими из владельцев станций Центр Хруничева уже заключил соответствующие соглашения.
 
КА «Монитор-Э» должен был функционировать на солнечно-синхронной орбите высотой 540 км и наклонением 97.5°. Запуск «Монитора-Э» №1 был запланирован на начало 2003 г. на РН «Рокот» с космодрома Плесецк для отработки новой целевой аппаратуры и служебных систем платформы «Яхта». Однако из-за сложного финансового положения Центр Хруничева не смог обеспечить своевременное изготовление и испытания КА. Для поддержки проекта Росавиакосмос в 2001 г. включил программу «Монитор» в Федеральную космическую программу России и приобрел у Центра Хруничева 20% ресурса «Монитор-Э» №1. Но средства, уже затраченные на разработку КА, а также необходимые для завершения работ по аппарату, оказались не соизмеримы со средствами, выделенными Росавиакосмосом в счет оплаты этого ресурса. В 2001 г. Центр Хруничева пошел на такой компромисс для того, чтобы заплатить своим смежникам и не тормозить работы из-за сложностей с собственным финансированием. Не имея государственной поддержки, Центр рассчитывал на интерес к «Монитору-Э» зарубежных заказчиков.
 
Еще в 1997 г. ГКНПЦ им. М.В.Хруничева совместно с Daimler-Chrysler Aerospace (Германия) и Matra Marconi Space (Франция) (в 2000 г. эти компании объединились в одну – Astrium, которая теперь вошла в состав EADS Space Transportation) выступили с инициативой создания общеевропейской службы мониторинга окружающей среды GES на основе существующих и перспективных космических средств, в т.ч. и «Монитор». В 1999 г. Еврокомиссия объявила о «чисто европейской инициативе GMES» (Глобальный мониторинг окружающей среды и безопасности), идеи которой практически полностью совпадали с идеями GES. Центр Хруничева и Astrium с участием других предприятий и организаций Европы и России в 2001 г. подготовили предложения в Европейскую комиссию о возможном участии в GMES. Все подготовленные предложения были профинансированы из собственных средств Центра Хруничева и Astrium. Для демонстрации преимуществ европейско-российского союза и конкретных шагов были представлены два проекта: «Европейская сеть контроля наводнений» и «Рациональное использование лесов». Однако новый состав Еврокомиссии отнесся к этой работе без энтузиазма, отказав в финансировании.
 
В этой ситуации «Монитор-Э» остался практически без источников финансирования. Поэтому вместо штатного КА в ходе июньского запуска Центр Хруничева решил установить на РБ «Бриз-КМ» неотделяемый габаритно-весовой макет «Монитора-Э». По информации Центра, масса ГВМ – 250 кг.
 
По информации ГКНПЦ им.М.В.Хруничева
 
Первоисточник:В.Мохов, журнал
«Новости космонавтики», июнь 2003 г.