Разработка универсальной платформы для малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Малые космические аппараты: производство, эксплуатация и управление

УДК 629.78

РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ*

В. В. Леонов, Е. Р. Салиев, Н. Н. Тютюнник, Г. А. Щеглов

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана Российская Федерация, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., 5 Е-mail: [email protected]

Рассмотрены вопросы, связанные с применением малых космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли и разработкой космической платформы, унифицированной под различную оптико-электронною аппаратуру.

Ключевые слова: малый космический аппарат, дистанционное зондирование Земли, универсальная космическая платформа.

DEVELOPMENT OF UNIVERSAL PLATFORM FOR A SMALL SPACECRAFT AIMED AT EARTH REMOTE SENSING

V. V. Leonov, E. R. Saliev, N. N. Tyutyunnik, G. A. Shcheglov

Bauman Moscow State Technical University 5, 2-nd Baumanskaya Str., Moscow, 105005, Russian Federation Е-mail: [email protected]

The paper studies the aspects of small spacecrafts' utilization in Earth remote sensing. It also focuses on the development of a space platform capable of carrying various optical hardware onboard.

Keywords: small spacecraft, Earth remote sensing, universal space platform.

Введение. В последние десятилетия наблюдается тенденция роста функциональных возможностей малых космических аппаратов (МКА) в силу постепенной миниатюризации и повышения эффективности электронной компонентной базы, элементов и блоков бортовых систем и целевой аппаратуры, что приводит к появлению возможности эффективного решения на базе МКА ряда задач, доступных ранее только тяжёлым аппаратам [1; 2]. В частности, к таким задачам относится дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ).

В настоящее время уже существует довольно большое количество МКА, оснащённых камерой или камерами ДЗЗ как панхроматическими, так и муль-тиспектральными [2; 3]. Это - спутники различных формфакторов, начиная с трёхюнитовых кубсатов, заканчивая предельными для этого класса аппаратами [3; 4]. Как правило, такие аппараты обеспечивают съёмку со средним разрешением и «заточены» под решение конкретных задач. Каждый из таких аппаратов по своим возможностям, в первую очередь, по количеству решаемых задач уступает аппарату тяжёлого класса, но их относительно низкая стоимость позволяет создавать группировки аппаратов схожего назначения или взаимно дополняющих друг друга.

Групповое применение МКА ДЗЗ позволяет обеспечить покрытие большой территории и высокую оперативность предоставления услуг.

Применение большого количества однотипных или схожих по функционалу и конструктиву аппаратов позволит в будущем перейти от единичного или штучного производства, характерного для предыдущего поколения космической техники, к серийному производству, позволяющему ещё больше сократить затраты на развёртывание и обновление группировки. При этом переход к серийному производству подразумевает широкую унификацию и стандартизацию, в том числе, использование модульной архитектуры и унифицированных бортовых систем, блоков, конструктивных элементов и интерфейсов. Одним из первых шагов в этом направлении - разработка и применение универсальной космической платформы (УКП).

Универсальная космическая платформа. Изначально в рамках проводимой работы была предпринята попытка разработки универсальной космической платформы (УКП) для МКА различных назначений, как ДЗЗ, так и, например, связи. Но анализ специфики функционирования и компоновки разной полезной нагрузки показал нерациональность такого подхода.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках мероприятия 1.3 федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (Соглашение от 26 сентября 2017 года № 14.577.21.0247, уникальный идентификатор работ КРМЕИ57717Х0247).

Решетневскуе чтения. 2018

В результате чего было принято решение вести работу в направлении унификации платформы только под один тип нагрузки - камеры ДЗЗ, обеспечив возможность установки аппаратуры с различными характеристиками при минимальных изменениях в конструкции.

В качестве основной целевой нагрузки выбрана оптико-электронная аппаратура (ОЭА) высокого разрешения, включающая в свой состав 2 оптико-электронные камеры: панхроматическую и мультис-пектральную.

В качестве альтернативы рассматривался вариант ОЭА среднего разрешения, включающей в свой состав 4 панхроматические камеры.

В рамках работы на данном этапе проанализированы требования по составу и характеристикам бортовых систем и рассмотрено два принципиальных подхода к построению архитектуры аппаратов.

Первый, условно «классический» основан на опыте разработчиков, полученном при создании аппаратов семейства «Бауманец» [5], и подразумевает выделение в аппарате служебного блока - космической платформы, с установкой на неё блока полезной нагрузки.

Второй - более инновационный модульный принцип, при котором аппарат создаётся из соединяемых между собой отдельных универсальных блоков, например, блок двигательной установки, блок энергетики и другие. Каждый из этих подходов имеет свои преимущества и недостатки.

Библиографические ссылки

1. Исследование рынка малых космических аппаратов в ретроспективе 2002-2013 гг. и с прогнозом до 2020 г. [Электронный ресурс]. URL: http://o2consul-ting.ru/articles/market-research-mka/ (дата обращения: 07.09.2018).

2. Данилкин А. П., Козлов В. А. Мировые тенденции развития малых спутников // Экономические стратегии. 2016. № 6. С. 136-149.

3. Спутники ДЗЗ [Сайт]. URL: https://ecoruspace.me (дата обращения: 07.09.2018).

4. Anderson Chad, Brunskill Chris, Guillo Corentin Small is the new big [Электронный ресурс]. URL: https://sa.catapult.org.uk/wp-content/uploads/2016/03/ Small-is-the-new-Big.pdf (дата обращения: 07.09.2018).

5. Generic space micro platform Baumanets-2: on the verge of the launch / V. I. Mayorova [et al.] // Proc. 66th International Astronautical Congress (IAC-15). 2015. Vol. 6. P. 4584-4591.

References

1. Issledovanie rynka malykh kosmicheskikh appara-tov v retrospektive 2002-2013 gg. i s prognozom do 2020 g. [Small Satellites Market Research in a Retrospective 2002-2013 and with the Forecast Until 2020]. Available at: http://o2consulting.ru/articles/market-research-mka/ (accessed: 07.09.2018).

2. Danilkin A. P., Kozlov V. A. Mirovyye tendentsii razvitiya malykh sputnikov [Global Trends in the Development of Small Satellites] // Economic strategy. 2016. № 6. P. 136-149.

3. Earth remote sensing satellites. Available at: https://ecoruspace.me (accessed: 07.09.2018).

4. Anderson Chad, Brunskill Chris, Guillo Corentin Small is the new big. Available at: https:// sa.catapult.org.uk/wp-content/uploads/2016/03/Small-is-the-new-Big.pdf (accessed: 07.09.2018)

5. Generic space micro platform Baumanets-2: on the verge of the launch / V. I. Mayorova [et al.] // Proc. 66th International Astronautical Congress (IAC-15). 2015. Vol. 6. P. 4584-4591.

© Леонов В. В., Салиев Е. Р., Тютюнник Н. Н., Щеглов Г. А., 2018