Первый эстонский спутник обретает очертания

Фото: Маргус Ансу

Почти через год в космическом центре Satish Dhawan в Индии должна стартовать ракета, которая выведет на орбиту Земли мини-спутник, изготовленный эстонскими студентами для испытаний изобретенного в Финляндии солнечного паруса.

Первый искусственный спутник Земли, советский «Спутник-1», запущенный на орбиту 4 октября 1957 года на три месяца, не был гигантских размеров. Корпус диаметром 58 сантиметров вместе с четырьмя антеннами весил 83,6 килограмма.

Первый эстонский спутник Estсube-1, собранный руками тартуских студентов и прошедший многочисленные испытания, имеет почти карликовые размеры и его можно сравнить с немного вытянутым кубиком Рубика или футбольным мячом, у которого отрихтовали округлости.

Несмотря на миниатюрные габариты и небольшой вес — всего килограмм, запуск нашего спутника обойдется в 60 000 евро. Миссия будет считаться выполненной, если в открытом космосе из кубического сателлита выйдет 10-метровый нанопровод из алюминия — электрический солнечный парус — и в результате взаимного влияния заряженных частиц сможет передвигать спутник.

Грандиозный замысел
Согласно замыслу ученого из Института метеорологии Финляндии Пекка Яанхунена, который был обнародован в 2004 году, с помощью нанопроводов, толщина которых в два-три раза тоньше человеческого волоса, можно заставить космический аппарат передвигаться, используя для этого поток заряженных частиц, исходящих от Солнца.

По словам руководителя программы Estсube, докторанта физики Сильвера Лятта, долгосрочная цель проекта — выяснить, можно ли с помощью аналогичных, но более длинных в десятки раз лучей управлять другими крупными искусственными спутниками.

«Сейчас спутники находятся в космосе около десяти лет — до тех пор, пока не упадут и не сгорят в атмосфере, — пояснил Лятт. — Новое изобретение в виде солнечного паруса могло бы помочь удлинить срок эксплуатации спутников в несколько раз».

Лятт добавил, что теоретически спутник типа Estсube можно было бы запустить и на Юпитер, если бы вокруг космического аппарата было бы свыше ста таких тончайших проводов — каждый длиной 20 километров.

Сейчас рабочая группа, которая трудится над созданием будущего спутника Estсube, может продемонстрировать его почти готовый прототип. «Почти готовый» означает, что прошли испытания и уже работают следующие детали: бортовой компьютер, камера и т.д., однако между собой они пока еще не взаимодействуют.

Например, бортовой компьютер должен надежно функционировать в космосе и при минусовой температуре, и при 60 градусах жары. Испытания климатической камеры проводились в более экстремальных условиях, с запасом. Компьютер должен был выдержать как 40-градусный холод, так и 80-градусную жару.

«Мы уже выявили некоторые недостатки, которые предстоит исправить, — сказал специалист по бортовым компьютерам Индрек Сюнтер. — Подозреваю, что я испытывал процессор при слишком высокой температуре».

Очень важными являются также испытания на вибростенде, которые моделируют механические и акустические колебания несущей ракеты при старте. Кроме того, работа прототипа, а позднее и самого спутника будет проверена в условиях ваакума и в магнитном поле.

«Учитывать ваакум очень важно, поскольку, если использовать, например, при соединении деталей клей, в котором содержатся пузырьки воздуха, то в открытом космосе места соединений от давления могут отойти друг от друга», — приводит пример Сильвер Лятт.

Тонкая ручная работа  
Прототип спутника в пять раз больше, чем его оригинал, который полетит в космос: размеры корпуса 10x10x10 сантиметров. Делать сразу маленький спутник неразумно, поскольку для этого необходимо проделать очень много кропотливой и тончайшей ручной работы, но в ходе испытаний все эти труды могут оказаться напрасными.

Миниатюрность спутника во многом связана именно с его весом и вытекающей отсюда стоимости запуска в космос. Однако самым важным является соответствие студенческого спутника стандартам Cube-SAT, поскольку опыт его эксплуатации уже имеется. А именно, Estсube-1 будет помещен в специальный корпус, из которого с интервалом в несколько минут будут выходить в космос еще с десяток спутников.

Каждую грань спутника в алюминиевой раме покрывают солнечные панели из кремния толщиной 0,1 миллиметра. Сильвер Лятт признает, что каркас из титана был бы прочнее и легче, но это удовольствие слишком дорогое и поэтому недоступное. Алюминий, по его мнению, тоже сгодится.

В качестве антенны, которая будет развернута в космосе, используют, вероятно, обычную рулетку. Ту самую, которую каждый из нас может приобрести в магазине строительных товаров — из сплава бериллия и меди.

Сгорит в атмосфере
Согласно программе, эстонский спутник Estсube выйдет на орбиту на расстоянии в 600-800 км от Земли и там будет двигаться со скоростью 7,8 километра в секунду, или 28 000 километ­ров в час. Полный оборот вокруг Земли спутник совершит за 90 минут, находясь при этом в зоне доступа для радиоантенн на территории Эстонии самое большее в течение десяти минут.

Расчеты ученых показывают, что орбита студенческого спутника должна сократиться за 25 лет настолько, что потом он сам упадет на Землю. Войдя в плотные слои атмосферы, он должен полностью сгореть.

Но, если связь со спутником окажется качественной, команда студентов не будет ждать этого момента четверть столетия. Планируемая продолжительность миссии — один год. Это ровно столько, сколько нужно для проведения необходимых испытаний солнечного паруса и при его помощи замедления движения спутника, чтобы привести к его досрочному уничтожению, а не оставлять в космосе.

Участие Эстонии в работе Европейского космического агентства, наверняка вынуждает многих задаться вопросом — почему запускать эстонский спутник собираются в Индии?

По словам Сильвера Лятта, ключевым вопросом становится именно частичное участие, но в то же время и ограниченность других возможностей. А именно, ракета-носитель, подходящая для запуска в космос кубических спутников, в Европейском космическом агентстве еще только создается.

Создатели Estcube

• Студенты факультетов физики, инфотехнологии и генных технологий Тартуского университета.
• Студенты Таллиннского университета по специальностям «развитие продукции» и «телекоммуникации».
• Студенты Летной академии по специальностям «связь и навигация».
• Logica Eesti помогает писать программное обеспечение, которое будет обеспечивать сеансы связи со спутником.

• Protolab собирает раму, которая должна удерживать спутник.
• В проекте Estcube принимают участие около 200 студентов. Одновременно проектом занимаются 20-25 студентов и до десяти экспертов, которые их консультируют.
• Самые крупные спонсоры Estcube: ЕАS, Тартуская обсерватория, Farnell Eesti, Logica Eesti и Atlassian.