Як ми будуємо супутник і запалюємо зірку на небі!

За часів нашої юності, ще при СРСР, все навколо буквально хворіли космосом. Якщо запитати будь-якого хлопчиська в ті часи, ким ти хочеш стати - хлопчисько обов'язково відповідав: "Космонавтом!"
Ну або льотчиком хоча б. Всі знали, що льотчики потім могли стати космонавтами.
Вчорашні хлопчаки виросли, але не перестали мріяти про космос.

цитата місії проекту «Маяк»:

Створювати майбутнє може абсолютно будь-яка людина

Антон Александров, засновник "Cheap3D" і лабораторії "SuperFonarik":

- Я дізнався про цей проект абсолютно випадково, зустрівши десь на просторах інтернету замітку про збір коштів на проектування апарату на майданчику BoomStarter. До закінчення збору залишалося буквально кілька годин, і я спочатку пожертвував невелику суму, а потім і влився в проект.

Підкупило нас те, що супутник робиться без будь-яких інвесторів, державних або приватних компаній -
його будують у вільний від основної роботи час ентузіасти, ніяк не пов'язані з космосом, але «хворіють» їм
з дитинства. Мабуть, так ми хочемо реалізувати свою давню мрію.

Навіщо потрібен проект?

Мета "Маяка" - показати, що займатися космосом може буквально будь-яка людина.

На орбіті Землі супутник «Маяк» розкриє свій сонячний відбивач у вигляді піраміди з металізованої плівки, яка в 20 разів тонше за людську волосину.

Ця піраміда, як велике дзеркало, буде пускати "сонячні зайчики" на Землю, і після запуску нашої рукотворної зіркою можна буде милуватися в багатьох містах - його буде видно неозброєним оком!

По ходу роботи випадково з'ясувалося, що у проекту, виявляється, є і цілком прикладна мета - вивчення нового підходу щодо повернення космічних апаратів на землю - аеродинамічного гальмування.

Простіше кажучи, щоб супутники не падали на землю, вони повинні обертатися навколо Землі з певною швидкістю.
І це стає потім проблемою, коли супутник виробив свій ресурс. Щоб повернути апарат на Землю, його необхідно загальмувати, а для цього потрібен двигун і паливо, яке ще потрібно взяти з собою.
Проект «Маяк» пропонує своє оригінальне рішення цієї проблеми - невеликий відсік об'ємом приблизно 1 літр зі складеним рефлектором, який надувається, коли супутник виробив свій ресурс, і ефективно гальмується про атмосферу.

Це ж рішення стане в нагоді і для боротьби з існуючим космічним сміттям, який загрожує скоро стати серйозною проблемою. Ми всього цього не планували, але повинна ж проект має бути хоч якась наукова мета!

цитата місії проекту «Маяк»:

Космос набагато ближче, ніж думає більшість людей

Люди думають, що космічні супутники - це монстри вартістю мільйони доларів, вагою в кілька центнерів і розміром з невелику вантажівку.
Насправді, останні років 10 активно набирають популярність мікросупутники розміром з коробку з-під взуття.

З розвитком електроніки і мініатюризації, в ці «CubeSat» зараз виходить запхнути те, що за часів Корольова зайняв би цілу кімнату.

Такий супутник і коштує дешевше - буквально кілька сотень тисяч рублів, і на одну ракету їх можна взяти цілу пачку. Так що світова космонавтика вже переживає третю хвилю еволюції: Від державного справи наддержав в 60х роках з військовим прицілом, вона вже до 90м стала бізнесом, а зараз починає розбурхувати уми простих людей.

Пам'ятайте, як у фільмі «Гостя з майбутнього» у дітей було позакласне завдання - запустити супутник на орбіту? Ось це стає реальністю.

Про початок робіт за проектом і перших стратосферних випробуваннях ми вже писали на нашому сайті SuperFonarik.

Повнорозмірний макет супутника і відбивача ми показували на московському "Гик Пікнік" у минулому році:

Про нас писали N + 1. ПопМех. Вогник. Наука 2.0. виходили сюжети на 360tv.Укаіни-24. по 1 каналу. і ще в багатьох інших ЗМІ. Загалом, проект цікавий

А далі хардкор було багато роботи - в результаті наземних і стратосферних випробувань виявилося, що надувна конструкція не годиться - з нашим бюджетом ми не змогли досить герметично склеїти ребра відбивача, щоб балони не труїли газ. Реакція розкладання реагенту, який використовувався для наддуву ребер, виявилася оборотної при наявності води, і реагент вже в ребрах перетворювався назад в порошок.

Пропонувалися рішення з видаленням води по ходу процесу, але вони були або дуже дорогими, або некомпактності.

Цей механізм уже успішно випробуваний на кількох супутниках-попередників. Наприклад, таким же чином розгортав сонячне вітрило LightSail, який в минулому році успішно завершив свою місію.

Перший український 3D-друкований супутник
(Тема для залучення уваги)

У розробці та виробництві супутника активно використовується 3D-друк.

Власне, з цього проекту і народилася рік тому наша компанія Cheap3D. Для макетування нам потрібен був 3D-принтер, який може друкувати великі деталі, друкувати їх багато, довго і з гарною якістю.
Так що можна сказати, що у нашого принтера - "космічні корені"

Зрозуміло, роздрукований буде не весь "Маяк": основна рама і навантажені конструктивні деталі фрезеруються з алюмінію, але добра частина деталей вперше вУкаіни полетять на орбіту роздрукованими з пластика.

90% 3D-друкованих деталей потрібні на етапі проектування, щоб зібрати всі частини разом і перевірити їх роботу.
Над супутником працюють десятки людей, і робота всіх груп йде паралельно.

Габарити супутника дуже невеликі (34x10x10см), компоновка вкрай щільна, і будь-яке серйозне зміна
будь-якої частини або підсистеми призводить до необхідності повністю переробляти апарат практично з нуля.

Тому приблизно раз на місяць нам доводиться заново передруковувати весь "Маяк" під нову компоновку і
впихати його в задані габарити. Потім хтось з інженерів придумує нове елегантне рішення якої-небудь
завдання, і процес повторюється заново.

Наприклад, на ранньому етапі ми друкували такий ось контейнер довжиною 345мм для стратосферних випробувань,
в який вкладається зроблена за обхідною технологією товща плівка:

Для друку ми використовуємо пластик REC - він нам найбільше подобається за якістю і відрадно, що компанія REC теж приєдналася до проекту!

Микита Гаврилов, засновник REC.

-Проект Космомаяк привернув нашу компанію своєю ідеєю мікросупутника та перспективою виходу на ринок малих
космічних комерційних апаратів. Ми давно спостерігали за різними схожими проектами за кордоном і були
приємно здивовані наявністю схожого проекту у нас вУкаіни!

У нас склалося враження, що застосування технології 3D-друку цілком вписується в концепцію створення
великої кількості мікросупутників під різні завдання і проект "Космомаяк" підтвердив їх.

У хлопців дуже класна ідея і інтерес до неї з боку населення підтвердився успішної краудфандінговой компанією.

Зі свого боку, ми підтримуємо хлопців витратними матеріалами для 3D друку, що дозволяє їм швидше
тестувати свої гіпотези. Найцікавіше, 3D друк буде використовуватися не тільки в прототіпірованії,
але і в реальному апараті, який вийде на орбіту!

Для нас дуже цікаво взяти участь в такому проекті і стати частиною нової епохи в освоєнні космосу!
Найближчим часом наша компанія планує вивести нові матеріали, орієнтовані на використання в
екстремальних умовах космосу і даний проект дозволить і нам перевірити кілька гіпотез

У льотному примірнику "Маяка" друкуватися будуть всього лише кілька деталей, які дуже дорого фрезерувати.
Це напрямні для рулеток, деталі системи розкриття, кожух батареї, кріплення плат електроніки і кілька внутрішніх елементів.

Для того, щоб 3D-друковані деталі можна було без перешкод запустити в космос, вони проходять ряд випробувань.

Минулого тижня ми відчували макет "Маяка" в кліматичній камері, щоб перевірити
працездатність електроніки, батареї і конструкції при низьких температурах:

Зазнали батарею, електроніку, нагрівальні пластини реактора:

Виміряли тягу реактора-двигуна супутника, що працює на розпушувачі для тесту

Випробували і систему расчековка і розкриття:

Наступного тижня заплановано великий тест всіх систем в зборі у вакуумній камері:

Дуже важливий момент з 3D-друкованими деталями (і пластиковими деталями взагалі) - дегазація.
У вакуумі із пластику починають виділятися летючі компоненти. Це не страшно саме по собі, але тверді частинки з цих газів можуть осісти на деталях основного апарату (наприклад, на дзеркалі телескопа) і перешкодити їх роботі. Тому весь пластик витримується кілька днів в вакуумі, поки він не перестане "газіть".

Скажімо, кожух нашої батареї після дегазації полегшав на 0.12г:

У процесі конструювання кілька разів випробували все в стратосфері:

Далі - фінальна збірка, вібровипробування і вже потім - установка на ракету-носій.

Основна корисне навантаження - апарат «Канопус-В-ІК», який буде спостерігати за лісовими пожежами, але у ракети є невеликий запас по масі вантажу, і разом з «Канопус» виведуть ще кілька малих супутників, в тому числі і наш "Маяк" . Їх відстріл на низькій навколоземній орбіті, а "Канопус" на "Фрегат" полетить далі на сонячно-синхронну орбіту. Це велика удача, так як запуск на комерційних умовах коштує 11 мільйонів рублів.

Зараз наш «Маяк» вже майже готовий, але попереду ще багато циклів випробувань перед тим, як він відправиться на орбіту.

Разом ми зробимо космос ближче, а вже цього літа ви зможете подивитися на нічне небо і знайти там яскраву рукотворну зірку, створену українськими ентузіастами!

З Днем космонавтики!