Бажання в космос буває різний. На хвилиночку і назавжди, службове і швидкоплинне, потай або вголос - про космос мріють, напевно, всі. У XXI столітті ця мрія перестала бути нездійсненною. На борту МКС побували семеро туристів, які змогли викласти за подорож $ 20-30 млн. Але сьогодні навіть мати великі статки не потрібно. Будь-яка людина може відправити в політ свій власний супутник - і навіть запалити зірку.
«В кінці 2013 року, після однієї з науково-популярних лекцій у мене запитали, чи можна відправити в космос цегла. Я відповів, що, звичайно, можна, але навіщо? Адже ніхто цього навіть не помітить. Цікавіше було б запустити щось, що зможе побачити кожен, - згадує Олександр Шаенко. - Тут же по-швидкому прикинув, що зробити це не так вже й складно. А потім подумав, що якщо зібрати команду і вивести на орбіту апарат, який буде видно неозброєним оком, то він стане яскравою демонстрацією того, що космонавтика стала доступною кожному. Що самі звичайні люди можуть зробити справжнісінький супутник - з друзями, ввечері після роботи - і запустити його в космос, не будучи ні мільйонерами, ні співробітниками космічних корпорацій ».
КА «Маяк» в транспортному і робочому положенні Після відділення від розгінного блоку на супутнику включиться таймер. Через півхвилини відкриється кришка контейнера і почнеться розкриття сонячного відбивача. Через дві хвилини відбивач розкриється, і реактивний двигун почне розкручувати супутник.
Справді, запуск першого штучного супутника Землі в 1957 році став не тільки приголомшливим технологічним досягненням, але і емоційним потрясінням для всього світу. В Америці, в Африці, в Австралії люди виходили на вулицю і, дивлячись в нічне небо, бачили пролітають над головою «зірочку». Супутник «Маяк» повинен створити такий же ефект: якщо не брати до уваги Місяця, то сонячний відбивач, який він розгорне на орбіті, майже на місяць стане найяскравішим об'єктом в нічному небі.
ідея
Олександр Шаенко, керівник команди, інженер, учасник розробки ракет-носіїв «Ангара-А5» і KSLV-1, обсерваторії «Мілліметрон», приватного супутника DX1.
«Першим мене підтримав вірний Квазар, прийнятий на посаду керівника відділу психологічного розвантаження, - розповідає Олександр, - але незабаром приєдналися і інші хлопці. У нас кожен робить те, що вміє і любить: хтось прораховує балістику, хтось проводить випробування, хтось працює над конструкцією ... »Насправді команда зібралася цілком серйозна, та й у самого апарату є інші, цілком« приземлені »завдання - відпрацювання технологій космічної прибирання. Адже якщо не звести з орбіти закінчив свою службу супутник, він перетвориться в космічне сміття. Сьогодні такі апарати спускають - або відводять на далеку орбіту поховання - за допомогою бортових двигунів, що працюють під контролем складної системи управління і вимагають точного наведення. Це непросто і недешево, так що старі супутники нерідко просто кидають, все сильніше захаращуючи орбіту. Великий і легкий «парус» може стати економічним і простим рішенням: розгорнуте полотно буде аеродинамічний гальмувати навіть в дуже розрідженому повітрі верхньої атмосфери, дозволяючи швидко і дешево зводити апарат з орбіти. Протестувати таку технологію дозволить сонячний відбивач супутника «Маяк». У 2014 році команда Олександра Шаенко провела відкритий збір коштів і за допомогою краудфандінговой платформи Boomstarter набрала більше 400 000 рублів на перші етапи розробки. На початку 2016 року успішно пройшла друга кампанія по фінансуванню, мета якої ще серйозніше - 1,5 млн рублів, необхідні для виготовлення двох льотних примірників супутника. «Звичайно, в результаті грошей потрібно ще більше: проведення термовакуумних випробувань, а тим більше запуск апарату на орбіту коштують набагато дорожче, ніж сам супутник, - каже Олександр Шаенко. - Так що в березні ми почали збір коштів вже на міжнародному рівні, на платформі Kickstarter ».
силова конструкція
Михайло Лавров, інженер з 7-річним досвідом в області ракетно-космічних і авіаційних проектів. Брав участь в розробці пристроїв для МКС, обсерваторії «Спектр-УФ», космічних апаратів «Ямал» і системи ГЛОНАСС.
«Маяк» - супутник зовсім нескладний. Він створюється на основі масштабованої платформи CubeSat, в «наноспутніковом» форматі, розробленому командою стенфордського професора Роберта Твіґґс: обсяг 10 х 10 х 10 см (1 л) і маса, кратна 1330 г. «Маяк» складається з трьох таких стандартних кубів (3U : 10 х 10 х 30 см) загальною масою менше 4 кг, які міцно з'єднані алюмінієвими каркасами і будуть виводитися і працювати єдиним модулем, обертаючись в польоті. Щоб «сонячний зайчик» відбивача досить часто оббігав поверхню Землі, апарат повинен робити хоча б один оборот в секунду. «Стало зрозуміло: як його розкрутити? - каже Михайло Лавров. - По специфікації CubeSat на них не можна використовувати ні піротехнічні пристрої, ні високий тиск, нічого токсичного ... Довелося розробити власний простий двигун, в якому використовується термічний розклад карбонату амонію ».
Стратосферні випробування повнорозмірного макета супутника пройшли в жовтні 2015 го - через півтора року після початку проекту.
Ця речовина добре знайоме жителям Землі: в харчовій промисловості карбонат амонію відомий як добавка Е503, яку застосовують для бездріжджового розпушення тесту. Відсік з карбонатом амонію буде працювати на супутнику приблизно так само, як і під час хлібопечення. При включенні пари нагрівачів речовина розкладеться на воду, вуглекислий газ і аміак, які, вириваючись з сопла, створять невелику реактивну тягу. «У нас в реакторі буде два таких модуля з двома нагрівачами в кожному. Вони зможуть півгодини підтримувати тягу до 5 г, з питомим імпульсом близько 80 секунд », - пояснює Михайло Лавров.
балістика
Антон Недогарок, аспірант кафедри «Динаміка і управління польотом ракет і космічних апаратів» МГТУ ім. Н.е. Баумана.
Величезний поштовх проекту дали успішні переговори з компанією «Главкосмос», яка пропонує послуги комерційних запусків на борту російських ракет-носіїв. Зрозуміло, старту цілої ракети команді «Маяка» не потягнути, але цього і не потрібно. В середині літа, коли з Байконура на орбіту вирушить новий 600-кілограмовий супутник дистанційного зондування Землі «Канопус-В-ІК», ракета «Союз-2-1А» з розгінним блоком «Фрегат» візьме на борт більше десятка невеликих апаратів. У складі цієї попутної навантаження буде і «Маяк».
Більш ніж річна робота інженерів і ентузіастів увінчається лише місяцем активного життя супутника на орбіті - вона буде короткою, але виключно яскравою.
Якщо все пройде за планом, супутник буде піднято на сонячно-синхронну орбіту висотою 600 км - майже вдвічі вище МКС - з нахилом близько 98 °. Вже через 30 секунд після відділення від розгінного блоку на «Маяку» спрацюють пружини, відкриваючи блок, де хитрою гармошкою складені вітрила сонячного відбивача. Через дві хвилини блискуча піраміда розкриється, і в справу вступить реактивний двигун, який закрутить супутник навколо своєї осі.
«У вільному польоті апарат проведе близько 25 діб,« йдучи за вночі »: орбіта його розрахована таким чином, що в темний час доби він буде бачимо з будь-якої точки Землі, від полюса і до полюса, - говорить Антон Недогарок. - Ентузіасти, які вклали в фінансування проекту хоча б мінімальні кошти, зможуть завантажити зручний мобільний додаток, яке допоможе швидко відшукати рукотворну зірку на нічному небі ».
світловий відбивач
Олена Антонова, студентка Національного дослідницького ядерного університету МІФІ, фахівець з автоматики і електроніці фізичних установок.
Розкрив на всю широчінь, відбивач «Маяка» утворює правильну піраміду зі сторонами близько 3,5 м. «Він розтягується на трьох пружних профілях: чотири вітрила кріпляться кутами до їх кінців і до основи на торці супутника, - пояснює Олена Антонова. - Ми довго шукали підходящий варіант на роль таких профілів - і в підсумку кращими виявилися звичайні будівельні рулетки - вони легкі, міцні, гнучкі. Їх розкручує і розкриває електродвигун, який живиться від літій-полімерних батарей ». Загальна площа відбивача перевищить 15 м2: за розрахунками інженерів, його блиск складе -10, яскравіше будь-якої зірки на нічному небі. Для порівняння, блиск повного Місяця становить -13, а у летить помітно нижче МКС в кращому випадку досягає -4.
«Відбивач зроблений з найтоншої ПЕТ-плівки з напиленням на одну сторону алюмінієм. Цей матеріал часто застосовується у вакуумній теплоізоляції на «дорослих», серйозних супутниках. Його товщина - всього 5 мікрон, в 20 разів тонше за людську волосину, - каже Олена. - Це буде такий дуже легкий воланчик, вагою всього 300 г, який гальмується навіть в розрідженій атмосфері, на великій висоті. Він буде сповільнюватися і потроху знижуватися, поки не згорить ». Технологія розкриття сонячного відбивача пройшла успішні випробування в лабораторії, а окремі компоненти супутника вже тестуються в умовах, наближених до космічних, - наприклад, електродвигун IG-22CGM, що висуває ребра відбивача, успішно витримав перепади температури від -45 до 80 ° C.
На жаль, «Популярною механіці» вдалося поспілкуватися далеко не з усіма членами команди «Маяка». За кадром залишилися розробник системи енергоживлення Антон Александров, автор реактивного двигуна Михайло Белоскоков і інші. Небагатослівний виявився і керівник відділу психологічного розвантаження Квазар - але всі вони, безумовно, гідні окремої розповіді.
Втім, найбільш інтригуюче в цій історії - її відкритий фінал. На момент здачі матеріалу в номер кампанія по краудфандінгом на Kickstarter лише стартувала, і ми не знаємо, чи вдасться ентузіастам набрати для завершення роботи потрібну суму. Але ж про космос, вголос або потай, мріє кожен. Це означає, що все напевно закінчиться щасливо, і вже влітку на небі спалахне найяскравіша зірка - а за нею потягнуться й інші.
Стаття «Не боги зірки запалюють» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №4, Грудень 2016 ).
Я відповів, що, звичайно, можна, але навіщо?«Стало зрозуміло: як його розкрутити?