На Международной космической станции 17 августа произошло важное событие: во время работы в открытом космосе российские космонавты Федор Николаевич Юрчихин и Сергей Николаевич Рязанский произвели ручной запуск пяти спутников, два из которых с милым именем «Танюша» – пионеры уникальной орбитальной группировки, созданной в ЮЗГУ. За трансляцией запуска в Центре управления полетами наблюдали курские ученые: ректор ЮЗГУ Сергей Емельянов, проректор по науке Леонид Червяков, директор НИИ РЭС Александр Гривачев, руководитель УНИ Александр Курочкин, главный конструктор проекта Егор Шиленков, директор научно-образовательного центра "Космические технологии" Татьяна Колмыкова.
Куратор космического эксперимента «Радиоскаф», главный специалист РКК "Энергия" им. С.П. Королева Сергей Самбуров рассказал:
- Спутники созданы в рамках космического эксперимента «Радиоскаф», бессменным участником которого является университет. Этот эксперимент проводится в рамках программы Роскосмоса по реализации научно–прикладных исследований на Российском сегменте Международной космической станции. Работа ответственная, требующая знаний, опыта, ответственности.
Данные аппараты конструктивно относятся к наноспутникам, выполненным по стандартам кубсат 3U. Они задуманы как автономная интеллектуальная группировка малых космических аппаратов и будут реализовывать на орбите ряд интереснейших задач.
И вот - долгожданные минуты. Космонавты перемещаются у борта МКС, держа рядом студенческие спутники в защитных чехлах. Очень аккуратно и осторожно, насколько только можно это сделать в скафандре, раскрывают заветные оболочки с логотипом ЮЗГУ, рапортуют в ЦУП о готовности – и первая «Танюша» плавно отдаляется от станции. Уже через 63 секунды догонять ее отправляется второй спутник. Поздравления, рукопожатия, объятия – это успех!
Запуск обоих спутников прошел отлично: минимальный разрыв между стартами позволит им находиться на орбите довольно близко друг к другу и, значит, эффективнее взаимодействовать. На высоте порядка 400 километров "Танюши" должны работать более года, а потом сойдут с орбиты и сгорят в плотных слоях атмосферы.
В планах разработчиков пополнять группировку новыми аппаратами, следующие «Танюши» станут более совершенными. Малые аппараты, взаимодействующие друг с другом на орбите и с наземным пунктом управления, смогут проводить в космосе задуманные эксперименты.
Директор научно-образовательного центра "Космические технологии" Татьяна Колмыкова объясняет:
- Студенческие спутники запускали и раньше, но до этого момента ни один вуз не создавал на орбите свою группировку. Это совсем другой уровень разработок: наши аппараты не просто окажутся в космосе - они должны найти друг друга, опознать, обмениваться информацией и работать совместно.
Два из шести
Егор Шиленков – главный конструктор малых космических аппаратов за запуском наблюдал очень настороженно и внимательно. Счастливый и воодушевленный принимал искренние поздравления от коллег уже через пару секунд после того, как вторая «Танюша» плавно полетела вслед за первой. О подробностях эксперимента Егор рассказывает с интересом и гордостью:
- Запуск прошел более чем успешно, потому что мы рассчитывали на то, что расхождение будет в 10 минут, но я успел засечь по секундомеру – 1минута 3 секунды. Аппараты стартовали довольно плавно. Светодиоды показывают штатный режим работы обоих спутников. Все удалось, и я чувствую радость и гордость за университет и качественно сделанную нашим коллективом работу. А вообще запущенные спутники - это вершина айсберга. Для каждого этапа мы делаем пять спутников: два летных, два резервных и один габаритно-весовой макет. У меня в руках резервный спутник. К концу этапа должны быть готовы пять спутников.
РКК «Энергия» выбирает на приемо-сдаточных испытаниях из них два, которые потом отправляются на Байконур. Запущенные сегодня спутники доставил на МКС космический грузовик «Прогресс» еще в июне. Два месяца спутники провели на станции с космонавтами. Сейчас мы сдаем первый этап – и сразу начинается второй, следующие спутники у нас должны быть готовы в начале 2018 года. Потом РКК «Энергия» будет принимать решение об их запуске.
- Почему «Танюша»?
- В свое время большой и сложный спутник, который назывался «Татьяна» в честь святой Татьяны - покровительницы всех студентов, был изготовлен в МГУ. Как видите, наши изобретения намного меньше - поэтому «Танюша».
- Это первый запущенный спутник в вашей деятельности?
- В рамках должности, которую я занимаю, это первые изготовленные спутники, но в рамках нашего коллектива - нет. Более 10 лет вуз разрабатывает спутники. Ранее я участвовал в различных программах, но не отвечал как главный конструктор за их работу. Над созданием спутников в университете трудится большой коллектив молодых ученых. Мы привлекаем к этой работе аспирантов и студентов.
- Сейчас осуществлен запуск двух спутников, потом к ним еще несколько аппаратов должны присоединиться, а какова же конечная цель? Как их работа повлияет на жизнь землян?
- Конечная цель отражается в названии: «Автономная интеллектуальная группировка малых космических аппаратов». Первый этап - создание сети спутников, это «межсеть» - ранговая сеть, где нет базовой станции. Каждый узел является равноправным. Это сеть, которая должна автономно, без участия человека, включать в свою структуру новые аппараты и исключать те, у которых завершен ресурс работы.
Сеть у нас уже есть, на борту космического аппарата мы можем расположить экспериментальное оборудование. Например, микросхемы, датчики и так далее, с помощью которых наши учёные будут проводить эксперименты. В будущем установим видеокамеры высокого разрешения, попробуем создать ортофотопланы: перпендикулярный снимок поверхности над которой пролетает аппарат. Мы видим двухмерный, растровый снимок, на котором есть поверхность. А два аппарата смогут «смотреть», как человеческие глаза, стереозрением. Если мы одновременно фотографируем один участок Земли, но с разных мест и сопоставляем эти снимки с определенным цифровым логарифмом, мы можем построить карту глубин. Это уже как раз рельеф местности.
- Сейчас спутники вышли на орбиту и начали вращение, как они будут двигаться?
- Так как время задержки минимальное, двигаться они будут в одном направлении. Высота их полёта сейчас такая же, как и высота МКС. Спутники будут двигаться по одной орбите сообща и в ближайшее время довольно близко друг другу.
- В итоге они сгорят в атмосфере?
- Специалисты-баллистики из РКК «Энергия» рассчитали, что время существования спутника на орбите от года до полутора лет. Благодаря баллистическому щитку овальной формы, который закреплен на аппарате, спутник ориентируется вдоль траектории движения орбиты, стабилизируется и будет вращаться, тормозить, постепенно сойдет с орбиты и сгорит.
- Запуск следующих двух «Танюш» планируется, пока две другие будут ещё «живы» на орбите?
- Космонавтика – дело ответственное. Сложно назвать определенные сроки. Тем не менее, мы рассчитываем, что запуск последующих аппаратов позволит образовать полноценную группировку: «Танюша ЮЗГУ-3» и «Танюша ЮЗГУ-4» войдут в сеть с двумя аппаратами, запушенными сегодня.
Какие цели поставлены коллективом ученых, которые создавали эту группировку и продолжают над ней работать?
- Мы разделили работу на три этапа. Сейчас первый и основной - построить автономную группу: это роботы, которые бы взаимодействовали между собой без участия человека. На данный момент два аппарата «Танюша ЮЗГУ-1» и «Танюша ЮЗГУ-2» должны построить автономную интеллектуальную сеть: синхронизироваться как по области ориентации, так и по времени. Параметры, которые достигнуты при запуске аппаратов, позволяют структуризировать группировку. А дальше мы будем «слушать» и оценивать их состояние.
- Само по себе создание группировки даже из двух взаимодействующих между собой спутников - уже прорыв?
- Сейчас в космосе существуют группировки ГЛОНАСС, телевизионные спутники и так далее. Они давно функционируют. Мы же говорим об успехе студенческого проекта. Эти спутники всё-таки созданы студентами и сотрудниками нашего вуза. Если принять во внимание, что это студенческий образовательный проект - да, здесь есть инновация.
- Одна из заявленных задач, которые будет решать группировка, связана с пассивной системой ориентирования.
- Инерциальная навигационная система внедрена в наши аппараты. На данном этапе она показывает, куда и в каком направлении повернуты наши спутники. Это так называемая пассивная инерциальная система. На втором этапе мы планируем работать с активной системой, которая будет поворачивать наши спутники в ту сторону, в которую нам нужно.
Есть еще функционал, которым снабжены аппараты. Каждые три минуты транслируются 4 речевых сообщения на русском, китайском, английском, испанском языках. Это поздравление землян с 60-летием запуска первого спутника Земли и 160-летием со дня рождения основоположника космонавтики Константина Эдуардовича Циолковского. Их могут принимать радиолюбители всего мира.
Также мы передаем данные в открытом канале, на сайте нашего вуза можно познакомиться с деталями космического эксперимента. Они есть в открытом доступе, софт можно скачать на компьютер, и если у вас есть радиоприемная аппаратура, то можно увидеть и телеметрию, которую мы принимаем от спутников.
- Какие дальнейшие перспективы открываются перед курскими и российскими учеными, когда будут запущены все 6 спутников?
- В случае успеха мы будем говорить о том, что ЮЗГУ создал универсальное экспериментальное шасси, в рамках которого можно проводить другие эксперименты. К сожалению, через полтора года данные аппараты сгорят, потому что у них нет своих двигателей, но интеллектуальная сеть будет продолжать включать в себя новые улучшенные аппараты. Поэтому ЮЗГУ приглашает к сотрудничеству другие вузы и научные сообщества.
- Сколько авторов работает над проектом?
- Активное участие со стороны университета принимали порядка 15 человек. Но надо понимать, что и со стороны РКК «Энергия», как постановщика эксперимента, трудится огромный коллектив, от слаженной работы которого зависит успех всего нашего общего дела. Плюс еще работа космонавтов и наземных служб, которые сопровождают их деятельность на Земле и в космосе. Вот и получается, чтобы изготовить и запустить одну маленькую «Танюшу» задействованы в работе многие десятки людей.
- Когда ожидается получение от них сигналов, чтобы стало ясно, что все в порядке? И кто их будет получать?
- Наземный пункт космической связи есть у нас в ЮЗГУ. Есть и в РКК «Энергия». Есть у наших друзей в Томске, в Венесуэле, Перу, Эквадоре. На самом деле радиолюбители всего мира имеют возможность получать от спутников информацию. Получение сигнала ожидается в то время, когда «Танюша» будет пролетать над территорией города Курска на достаточном расстоянии.
- Когда станет понятно, состыковались ли «Танюши» между собой и как они взаимодействуют?
- Когда мы услышим сигнал хотя бы от одного спутника и ретрансляцию сигнала другого, мы поймем, успешна или нет наша миссия. Если на телеметрии одного спутника будет сообщение другого, то интеллектуальная группировка настроена и она уже живет.
Где гранят бриллианты науки
ЮЗГУ плодотворно работает с РКК «Энергия», сотрудничество это приносит хорошие результаты. Ректор ЮЗГУ Сергей Емельянов раскрыл секреты того, как вуз растит своих талантливых ученых и дружит с космонавтами.
- История сотрудничества очень длинная. Первый спутник по космическому эксперименту «Радиоскаф», это начиненный нашей радиоаппаратурой списанный скафандр. Он был выведен за борт МКС около десяти лет назад, из этого эксперимента родился интерес. В то время я еще был молодым проректором по научной работе и международным связям, и мне, конечно, стало интересно войти в космос и стать тем вузом, который займется космическими разработками. И самое главное – коллектив. Сегодня это молодые ребята, которые с интересом, с юношеским задором реализуют замыслы и сейчас наблюдают с экрана, как происходит запуск в открытый космос нашего спутника. Это первые два спутника в новой и совершенно уникальной группировке.
-– Как вы находите и удерживаете ученых, работающих над проектом?
Это наши студенты, которые работают с нами по научным исследованиям со второго курса и до шестого – до окончания магистратуры, а потом и в аспирантуру идут. Их много. Над различными проектами, реализуемыми университетом, работают сейчас 150 студентов с высокой зарплатой. Они заинтересованы в результате и предлагают свои инициативы, стараются их реализовать. Во многом их идеи очень интересны – мы курируем этих ребят, приглашаем в другие научные проекты, а по окончании магистратуры предлагаем остаться в вузе. Заинтересовать молодого ученого особенно в области IT-технологий, космоса можно, в том числе, и хорошей зарплатой. Здесь несколько факторов: любовь к науке, желание чего-то достичь, желание быть первым в этой отрасли, ну и, конечно, колоссальная работа. Ребята бывают вместе со мной в вузе и в субботу, и в воскресенье, они хотят побыстрее все сделать. И то, что происходит сейчас – результат их труда, умения, мозгов, таланта. Это очень неравнодушные люди.
- Что вы как руководитель чувствуете при удачном завершении проекта?
- Мне приятно видеть горящие и счастливые глаза ребят, которые работают над проектом. Сегодня мы видели положительный результат их трудов. Как руководителю, мне бы хотелось еще большего достигать, и я просто уверен, что у меня самый лучший в России коллектив. В Курской области есть бриллианты науки, которые опережают другие вузы и некоторые профильные организации. Я бы очень хотел, чтобы со мною было больше таких замечательных ребят, которым не надо приказывать, и коллектив работает как единая команда. Сегодня мы убедились, что такой подход к работе и к молодежи приносит более значимый результат.
- Расскажите, пожалуйста, о сотрудничестве ЮЗГУ с космонавтами.
- История работы с космонавтами началась в момент проведения эксперимента «Радиоскаф». Нам стало интересно, кто его запускал. Встретились, познакомились, пообщались, узнали космонавтов. Я скажу, эти великие люди, герои своей страны, которые выходят в открытый космос, работают на орбите, видят оттуда нашу голубую планету, скромно говорят, что они простые космонавты. Они готовы работать, сотрудничать, помогать, рассказывать, приезжать, консультировать - и так продолжается уже много лет. Мы общаемся и с космонавтами, которые еще не летали, только готовятся к полету, и с теми, кто уже закончил карьеру и перешел работать в смежные области. Федор Николаевич Юрчихин был у нас много раз, он Почетный профессор ЮЗГУ, а Сергей Рязанский, мы очень на это надеемся, впервые приедет в университет после полета. Нами заложена Аллея космонавтов, на которой растут уже пять яблонь, посаженных Почетными профессорами ЮЗГУ – космонавтами Олегом Германовичем Артемьевым, Сергеем Александровичем Волковым, Федором Никоаевичем Юрчихиным, Сергеем Евгеньевичем Трещевым и куратором эксперимента «Радиоскаф» Сергеем Николаевичем Самбуровым, который, к слову сказать, является правнуком великого Циолковского. Мы очень ценим дружбу этих замечательных людей!
Отдельную благодарность хочу выразить куратору эксперимента Сергею Николаевичу Самбурову, который поверил в наш коллектив, долгие годы руководит работой по изготовлению молодежных образовательных спутников. Очень тактичный, трудолюбивый человек, великий энтузиаст и большой профессионал.
Взгляд сверху
Олег Артемьев – космонавт, который уже выводил в ручном режиме на орбиту спутник Юго-Западного государственного университета. Он с удовольствием рассказал, как происходит подготовка и запуск, и что при этом чувствует человек в открытом космосе.
- Выход в открытый космос – самая интересная работа, которая там есть. Любой космонавт мечтает не об этом. Мне повезло: у меня было два выхода. Сегодня я приехал в ЦУП и с завистью смотрел на ребят! Работа на станции довольно рутинная, неделя за неделей ты живешь там, проводишь эксперименты, а это отдушина от изоляции. К нему начинаешь готовиться недели за две: проверяешь скафандр – твой маленький корабль с мускульной тягой, в котором ты хозяин. От того, как подготовишь его и оборудование, с которым будешь работать, зависит успех выхода. На Земле сам выход готовится за год-полтора: это цикл испытаний в гидролабораториях, на тренажерах. То оборудование, с которым выходят в космос, нужно приспособить к перчаткам, научить космонавта работать с ним на Земле и в космосе. Кроме того, это очень тяжелая работа в скафандре, которая требует больших физических усилий. Выход продолжается больше четырех-пяти часов, приходится постоянно преодолевать себя, держать в памяти всю циклограмму, экономить силы на крайний рывок, когда идешь обратно домой. Повторюсь: это самая интересная и самая любимая работа космонавтов.
Насколько сложно запускать спутники вручную?
Запуск отрабатывается сначала на Земле на тренажерах, потом на самой станции. Кстати, в Интернете есть ролик, в котором космонавты тренируются перед выходом и работают с этими спутниками. Надо соблюсти дистанцию между стартом и запуском, и так сделать, чтобы спутник по возможности меньше вращался. Это долгие тренировки и самообладание. Федор Юрчихин и Сергей Рязанский – одни из самых опытных космонавтов, одни из самых лучших. И им повезло!
- Каков ваш опыт сотрудничества с курскими учеными?
У меня богатый опыт сотрудничества с Курском, это один из самых любимых городов для меня в России, я всегда с огромным удовольствием туда еду, люди в нем отличаются гостеприимством и терпеливостью. Я посетил, работая с курской делегацией, Перу и Эквадор, ученые ЮЗГУ – очень хорошие ребята, и эмоции от общения с ними всегда самые положительные.
Ольга Нефедова, Игорь Михайлов
Фото: Ольга Нефедова
