Прошел целый месяц 2016 года, и пора бы рассказать как продвигается работа команды создателей лунного микроспутника. Под Новый год работа у многих застопорилась — заняты были на основной работе, закрывали этапы и пытались отдохнуть от всего этого, теперь же возвращаются в прежний режим.
Сейчас основной прогресс наметился в разработке бортового радиокомплекса. Задача ставится практически уникальная, по крайней мере для отечественной космонавтики. Дело в том, что госпредприятия, проектируя лунные миссии, могут рассчитывать на 64-70 метровые радиотелескопы, которые есть в наличии в Московской области и Приморском крае. Мы, конечно, надеемся на поддержку государства, но должны подготовить миссию не ограничивая себя такими возможностями. В мире сейчас доступны на коммерческой основе принимающие станции меньшего размера на разных материках — их географическое положение позволит увеличить время приема данных, и не зависеть от вращения Земли, хотя потребует дополнительных расходов. Однако меньшие размеры принимающих станций требуют повышения мощности передающего радиокомплекса на борту.
Для последующей отработки бортового и наземного программного обеспечения разрабатывается симулятор радиолинии, который будет учитывать первичные особенности нахождения спутника на орбите луны: эффект Доплера, временную задержку сигнала, этапы тени и прямой видимости и т.п.
Тем временем специалисты по оптике всерьез занялись просчетами требуемых характеристик полезной нагрузки — телескопа и камеры. Для того чтобы понять, как добиться высокого разрешения снимков, и с какой высоты мы сможем различить отдельные человеческие и колесные следы, требуется не только определить линейные характеристики и оптическую схему телескопа, но и подобрать подходящую матрицу, позаботиться о системе стабилизации матрицы и защите от смаза изображения. Сейчас оптики склоняются к мысли, что телескопа диаметром зеркала в 22 сантиметра должно быть достаточно. Однако, конечный вердикт будет вынесен тогда, когда мы сможем просчитать оптимальную орбиту. Выбор матрицы пока тоже не состоялся, сейчас формируется набор требований к ней.
Задача определить орбиту — это уже работа баллистиков. Тут тоже множество неизвестных. Прежде всего мы не знаем на какую орбиту выйдет наш аппарат — это зависит от средства выведения. Поэтому нам потребуется проработать несколько вариантов и подготовиться к худшему из них. О многих тонкостях работы баллистиков можно узнать из лекции одного из наших спонсоров, а теперь уже и разработчиков лунного микроспутника Антона Громова:
В то же время приходится не забывать об ограничениях по габаритам и массе аппарата. Главный конструктор Петр Кудряшов настаивает, что надо стараться уложиться в массу 100 кг, из-за этого возникает классическое инженерное противоречие “идеального изделия”.
Сейчас на совещаниях оптика и радиотехника приходится рассаживать в дальние углы комнаты, и это к дискуссии двигателист еще не подключился…
Тем временем, с вынужденным опозданием в месяц, я начал рассылку вознаграждений чрез сообщения на сайте Бумстартера. Всем спонсорам проекта были высланы обещанные снимки Луны от российских астрофотографов и спутника NASA LRO. Некоторым досталось даже больше. Всем кто перевел 1 тыс. руб. и более я обещал бонус в 5 “Лучших снимков LRO”, но так увлекся лунной красотой, что подготовил 20. Если кому не пришло — напишите через сообщения Бумстартера. Со временем я их опубликую в блоге для всех, но пока ими могут наслаждаться только спонсоры проекта.
И завтра (3-го февраля, 19:00) в Московском планетарии я веду лекцию на тему "Как увидеть Аполлоны".
Если желание поддержать общественные космические проекты у вас сохраняется, все могут помочь Александру Шаенко в разработке околоземного наноспутника-отражателя, который сможет стать яркой рукотворной звездой в небе.
paul_155
что-то вы медленно. у Чертока описано как в 60-м году штук 8 станций к Луне, Марсу и Венере запустили. без компьютеров и вообще каких-либо знаний о космосе.
Kamalesh
Ага, а станции эти тоже были разработаны горсткой энтузиастов, а не десятком профильных НИИ :)
paul_155
ну не горсткой. энтузиастов тогда было гораздо больше. ещё почитайте про режим работы.
время деньги. будет обидно если в конце скажут: извините, мы проели миллион на совещаниях и так ни до чего и не договорились.
Zelenyikot
На совещаниях мы едим за свои ) И во время, отнятое у работы, отдыха, семьи. Так, что быстро это не будет, хоть и хочется.
paul_155
математическая модель хотя бы есть? дайте погонять
paul_155
модели я так понял нет? понятно, сплошная популистика, карма и всё такое.
Zelenyikot
В разработке. Когда будет чем поделиться — поделимся.
paul_155
её надо было набросать ещё до выкладывания проекта
Zelenyikot
Проект будет выложен когда мы его подготовим. Пока отчет о работе над ним.
paul_155
рекомендую порыться в дипломных проектах профильных ВУЗов
Hayate
Количество и качество информации полученной таким способом в наше время не стоит никаких затрат. В 2016 году вымпел «Зелёный кот» в лунный реголит втыкать никакого смысла нет. И от панорамы обратной стороны Луны в низком разрешении тоже никому ни горячо, ни холодно.
Zelenyikot
10-20 см на пиксель — это низкое разрешение?
paul_155
дело даже не в разрешении. на вас смотрит всё прогрессивное российское общество. Вперёд на Луну! (почти Цандер)
Hayate
Я имел в виду нет никакого резона спешить, чтобы запульнуть абы что на орбиту Луны и получить
lonelylockley
Даже частичный успех проекта всколыхнет энтузиастов и не только в России. Отправка спутника к Луне группой любителей станет серьезной вехой в истории космоса и получить финансирование на вторую попытку будет даже проще.
Rumlin
Полет Manfred Memorial Moon Mission вызвал энтузиазм, наверное, только у радиолюбителей, сумевших отследить аппарат на таких расстояниях. Если не будет «картинки», то опять интерес ограничится радиолюбителями.
paul_155
mars-one тоже всё делает обстоятельно
Hayate
В этом «X тоже всё делает обстоятельно» подколупывании можно менять Х на что угодно и получать диаметрально противоположные по смыслу намёки.
impetus
Сэр, Вы б хоть погуглили, кого вы таким тоном наставляете
(особо про «порыться в дипломах»)
Hayate
Вариант связи через лазер рассматривается? Или будут проблемы с достаточным количеством пунктов лазерной связи распределённых по земле, чтобы не прерывать связь из-за вращения?
Zelenyikot
Рассматриваются, но это будет скорее эксперимент. Полностью полагаться на лазер мы не будем, технология слишком сырая.
Rumlin
Приемное оптическое устройство — это телескоп. По размерам не выйдет «микроспутник». Плюс необходимо точное наведение на приемо-передающую станцию.
С всенаправленными радиоантеннами будет намного проще и бюджетнее.
Laser Link to Moon Trumped NASA and MIT Engineers’ Expectations
Templton
Всенаправленная антенна — большая роскошь, если речь идет о передаче информации с маломощного передатчика КА с орбиты Луны.
Гораздо эффективнее сделать разные антенные системы для командной и целевой радиосистем: командная всенаправленная (приемник), целевую можно сделать узконаправленной или даже с переключающейся диаграммой направленности (передатчик).
Итог: высокая выходная мощность усилителя земной станции+большая антенна+помехоустойчивые коды LDPC+ низкая скорость передачи для командной радиолинии+высокочувствительный приемный тракт смогут скомпенсировать недостаточную эффективность всенаправленной антенны; направленная антенна КА+большая антенна земной станции+LDPC+ повторная передача, если не будет хватать энергетики+если совсем не будет хватать, обмен полосы на мощность путем расширения исходного сообщения с помощью ортогональный псевдослучаных последовательностей скомпенсируют малую мощность передатчика КА.
Rumlin
Для передачи со спутника изображения нужен хороший поток, одной узконаправленной антенной на спутнике не справиться (отдельная задача её ориентировать в направлении наземной станции). И точно необходимы всенаправленные антенны для приема команд. Соответственно нужен очень хороший наземный передатчик. Для советских лунных аппаратов использовался 10кВт (в импульсе) передатчик + плюс узконаправленная антенна. Где взять — вопрос.
Думаю если не удастся арендовать антенну с диаметром зеркала от 15 метров, то ничего хорошего не получится. Она же и лучший усилитель, а не «высокая выходная мощность усилителя». Усилитель характеризуется чувствительностью — если сигнала нет, то усиливать он будет только собственные шумы.
К слову спускаемый аппарат Венеры-4.-7 передавал со скоростью 1 бит в секунду. Передать температуру батареи и другие подобные параметры за 3 минуты, вместо секунды допустимо. С современными метода применения шумоподобных сигналов еще быстрее можно.
Templton
Насчет диаметра тарелки земной станции я не спорю (смотрите выше), дело только в расчете энергетики.
Так же Вы должны понимать, что со времен советских лунных аппаратов прошло много времени, а радиотехника зря времени не теряла (переход от аналоговой к цифровой радиосвязи, методы увеличения спектральной и частотной эффективности) так что не факт, что эти 10кВт могут понадобится. Кроме того, если использовать многопозиционные системы передачи данных, то применив стандартный размен «мощность на полосу» можно принимать сигналы вообще под уровнем собственного теплового шума УРЧ приемника.
За подробностями: Цикин, Варгаузин «Методы повышения спектральной и частотной эффективности цифровой радиосвязи»
Rumlin
Теорию поздно читать. Можно и про конкретные системы дальней космической связи почитать Low-Noise Systems in the Deep Space Network. Уже нужно думать, что покупать/арендовать. У «готовой антенны» уже есть какой-то диапазон и приемное оборудование — переделывать её никто не будет. И надо просто приспосабливаться к тому что есть.
Konachan700
С этого спутника можно будет увидеть весь тот хлам, что побросали на Луне американцы? Там же вроде как даже некое подобие автомобиля было. Или его занесло грунтом после взлета модулей?
В любом случае, успехов вам. Получится с этим спутником, можно и на простой ровер с камерой замахнуться…
Zelenyikot
Цель именно увидеть. Ничего там не занесло, так, что всё только нас и ждет )
tsolre
Кстати, проект в интересах НАСА — серьезно пошатнуть позиции любителей теории «лунных заговоров». Может стоит им хотя бы сообщить? Информационная поддержка только бы увеличила сборы на кикстартере.
Zelenyikot
Они эту тему старательно обходят стороной, поэтому вряд ли поддержат.
EugeneButrik
Хлам?! :)
Вы серьёзно считаете хламом штуки, на которых человек слетал на Луну и обратно, и даже в существование которых многие не верят из-за того, что их создание в 60-ые годы прошлого века было, мягко говоря, не простым?
a_batyr
> LRO Payload mass 92.6 kg
> The golden part of the NAC is the optics, a Ritchey-Chretien telescope with an aperture of about 7.7 inches (19.5 cm)
Снимаю шляпу, Зелёный Кот!
dcoder_mm
Payload это не вес всего спутника. LRO весит 1800кг
Zelenyikot
Наша Payload будет около 10 кг, может чуть больше.
И в полезной нагрузке LRO намного больше чем просто одна камера.
a_batyr
Ух, а я уже было подумал, что вы 100 кг на орбиту Луны будете выводить.
Тем не менее апертура получается не меньше, чем у LRO.
Ещё пару вопросов:
1) На каких частотах и с какой скоростью (кбит/с) планируется передавать полученные изображения с лунной орбиты на Землю?
2) Камера будет сканировать изображения подобно MRO или снимать со всей матрицы изображение на какой-то выдержке как фотоаппарат?
Zelenyikot
100 кг выводить будем, это и называется микроспутником. Хотелось бы вывести, по крайней мере.
Апертура больше чем у LRO. У него 19,5 см.
1) В Х-диапазоне. Разработчик БРК обещает мегабит в секунду.
2) Как фотоаппарат.
ToSHiC
1. Рассматривали ли вы идею с отстрелом камер в сторону луны? Зарядить 10 штук недорогих экшн камер типа xiaomi yi, и по-очереди стрелять ими в сторону поверхности в интересных местах, передача видео по радиоканалу. Какая у вас высота орбиты, десятки километров?
2. Какой диаметр антенны на земле необходим для стабильного приёма сигнала? Может быть, обычные пользователи смогут собрать станции приёма из более-менее популярных антенн и SDR приёмников и сильно улучшить «покрытие».
Zelenyikot
1. Если получим бюджет в 100 раз больше планируемого и отдельную ракету, то рассмотрим такую идею. Пока же — это просто бессмысленная затея. Камере понадобится батарея, радиопередатчик, направленная антенна, система стабилизации, чтобы она смотрела в одну сторону… Это получается уже самостоятельный спутник. Такое можно было бы реализовать с стандарте CubeSat 3U или 6U, но это ресурсы, которые есть у NASA или Роскосмоса, но не у нас.
2. Наш БРК рассчитан на передачу на 15-метровую тарелку (в тексте про это написано) и всё, что больше. Передача предполагается в Х-диапазоне, направленным лучом, и потребует профессионального принимающего оборудования.
Sleepwalker_ua
Очень жаль… Понимаю отчасти, что идейка пулять даже экшн-камеры не айс, но все же мечтается об FullHD стриме с орбиты Луны) Надеюсь, у вас все получится!!!
Zelenyikot
Японцы делали, но у них аппарат под 3 тонны был.
Shpiler
На каких элементах планируете делать электронику? Обычные коммерческие микросхемы или есть шанс достать что-то более устойчивое к космосу?
А вообще на самом деле хотелось бы попробовать свои силы и принять участие в разработке отдельных узлов СУ, когда до неё дойдет дело.
Zelenyikot
Надеяться на спейс не приходится, поэтому будем стараться на индастриал.
Напишите на moreyasnosti@gmail.com в чем готовы поучаствовать.
UB4AAD
Т.е. Вы берете за основу БРК стандартного Х-диапазона? Его даже купить можно! А что-то для радиолюбителей в планах есть?
И ещё был такой спутник АО-40 по нему сохранилось так много информации, что её можно использовать как справочный материал для того что бы не наделать новых ошибок.
Ведь как правило успешные аппараты это именно заложенный «успех» на этапе проекта. Не торопитесь отрабатывайте на Земле всевозможные сценарии и немыслимые ситуации. Луна на месте! И ещё немного подождет! Удачи Вам!
Zelenyikot
Спасибо, интересный опыт.
qbertych
Раз уж речь зашла про любительский спутник-отражатель «Маяк», то спрошу. Судя по графику работ (под спойлером):
— изготовление спутника должно занять 15 дней (?!!),
— на испытания отводится тоже 15 дней.
Положим, проектирование и правда закончено, в стратосферу слетали, а деньги на запуск скорее всего есть. Но в две недели на сборку верится с большим трудом.
Zelenyikot
Некоторые спутники можно и за несколько часов собрать.
Думаю, домашний ноутбук намного сложнее чем их «Маяк».
NetBUG
Маяк окончательную сборку ещё не прошёл, а любая технологическая сборка выявляет (собственно, как и должна) недоработки технологии.
switchypucker
Ну, судя по описанию на бумстартере, спутник уже почти готов:
Наш «Маяк» уже почти готов. Он невелик в размерах и относится к классу микро-спутников. Но это не помешает ему стать самым ярким объектом в ночном небе!