CC BY
6
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2
УДК 004.42
ОБУЧЕНИЕ ОСНОВАМ КОНСТРУИРОВАНИЯ МАЛОРАЗМЕРНЫХ СПУТНИКОВ CUBESAT В ВЕБ-ТРЕНАЖЁРЕ CUBESAT BUILDER
А. В. Серегин Научный руководитель — Т. Н. Иванилова
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: sear_ring@mail.ru
В данной статье рассматривается применение веб-тренажёра CubeSat Builder для обучения основам проектирования компоновки и калибровки центра масс малоразмерных спутников формата CubeSat.
Ключевые слова: веб-тренажёр, малоразмерные спутники CubeSat, компоновка CubeSat, центр масс CubeSat.
TEACHING THE BASICS OF DESIGN OF CUBESAT SMALL-SCALE SATELLITES IN CUBESAT BUILDER WEB-SIMULATOR
A. V. Seregin Scientific supervisor — T. N. Ivanilova
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: sear_ring@mail.ru
This article considers the usage of CubeSat Builder web-simulator to teach the basics of layout design and mass center calibration of the CubeSat standard small-scale satellites.
Key words: web-simulator, CubeSat small-scale satellites, CubeSat layout design, CubeSat center of mass.
CubeSat - это стандарт малоразмерных спутников, состоящих из кубических рам размера 10 см, которые называются 1U [1]. Данный стандарт изначально разрабатывался для использования в образовательных учреждениях, но из-за своих относительно небольших ресурсозаратности и времени разработки также получил распространение в коммерческих организациях [2].
Во время обучения основам конструирования спутников CubeSat одним из первых приобретаемых навыков является умение калибровать центр масс при расстановке компонентов полезной нагрузки. Для упрощения нахождения центра масс обычно используются системы автоматического проектирования. Данные системы обладают широким спектром применения, но являются весьма дорогостоящими и требуют от обучающихся навыков работы с ними.
Веб-тренажёр CubeSat Builder [3] — это программа, разработанная специально для обучения основам сборки космических аппаратов CubeSat в формате практических и лабораторных занятий. Данный тренажёр был разработан в среде Unity с поддержкой библиотеки WebGL и может быть использован в большинстве современных браузерах. Разработка тренажёра выполнялась в рамках реализации проекта от управления ИнфокомТ СибГУ им. М. Ф. Решетнева в составе цикла проектов Центра трансформации университета
Секция «Программные средства и информационные технологии»
программы «Приоритет 2030». В настоящее время веб-тренажер используется в обучении студентов СибГУ и обучающихся школы «Siberian Space Design School».
В программе реализовано как свободное проектирование моделей спутников, так и режим выполнения заданий. В заданиях необходимо сконструировать спутник определённого размера с заданным набором компонентов. В свободном режиме предлагается выбор спутников форм-факторов 1U, 3U, 6U и 8U.
В рабочей сцене тренажёра представлен каркас выбранного форм-фактора, который можно вращать и приближать (рис. 1). Внизу экрана находится список компонентов, разделённый по категориям. Компоненты можно свободно брать, присоединять и отсоединять от каркаса. Все компоненты, их свойства и описание соответствуют реальным аналогам деталей. Кроме выбора из готовых компонентов пользователю даётся возможность создания собственных макетов массогабаритных деталей с задаваемыми размерами, массой и цветом.
Также на модели спутника отображается центр масс в виде тёмно-серой сферы. Вычисление отклонения центра масс происходит автоматически при добавлении и удалении деталей спутника. Зона допустимого отклонения центра масс обозначена полупрозрачным параллелепипедом и меняет свой цвет на красный, если отклонения превысили допустимые.
Рис. 1. Рабочая сцена программы CubeSat Builder
После окончания работы в программе собранную модель CubeSat можно сохранить и повторно открыть. Сохранённый файл также можно отправить преподавателю для дальнейшей проверки. Представленное программное средство можно использовать в рамках курсов и обучающих программ по проектированию спутников формата CubeSat в качестве ознакомительной работы.
Библиографические ссылки
1. CubeSat - Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/CubeSat (дата обращения: 01.04.2022).
2. Towards the Thousandth CubeSat: A Statistical Overview / Thyrso Villela, Cesar A. Costa, Alessandra M. Brandäo и др. // International Journal of Aerospace Engineering, vol. 2019, Article ID 5063145, 13 pages, 2019.
3. Веб-тренажёр CubeSat Builder [Электронный ресурс]. URL: https://lab.sibsau.ru/unity2/ (дата обращения: 01.04.2022).
© Серегин А. В., 2022
