прочитано
#стандартизация #испытания и измерения #стандарты ИСО

Освоение космоса больше не государственная монополия. С недавних пор вывести на орбиту собственный зонд, пусть и небольшого размера, может практически каждый. Это стало возможным не только благодаря развитию технологий, но и появлению стандартов на малые спутники. Частный космический аппарат со встроенной оптикой может анализировать информацию о сельхозпосевах, стихийных бедствиях, осуществлять мониторинг речных и морских судов, создавать геосервисы на основе космической съемки.

0 178

На пути к стандарту

Долгое время космические программы были достоянием правительств и военных. Коммерческие, научные и общественные организации, заинтересованные в освоении космоса, не могли запустить зонд по причине крайне высокой цены вопроса. К примеру, проект «Хаббл» в свое время обошелся НАСА и Европейскому космическому агентству в 2,5 млрд долл. Помимо этого, сдерживало развитие направления отсутствие стандартов, регулирующих процесс разработки и запуска малых недорогих аппаратов. 

Вопрос цены уже к концу 1990-х годов прошлого века удалось решить благодаря мощному технологическому рывку. Миниатюризация, появление новых материалов, развитие электроники сделали возможным создание недорогого космического наноспутника. Это, в свою очередь, стало катализатором процесса стандартизации. Уже в 1999 году в результате совместной работы Стэнфордского университета и Калифорнийского технологического института вышла первая редакция спецификации на малые космические спутники, получившие название CubeSat. Документ устанавливал ключевые требования к конструкции, материалам, производству и контролю качества устройств.

 Платформа кубсата Фото: endurosat.com

От спецификации до международного стандарта

Главное отличие CubeSat Design Specification от ранее принятых стандартов на космические спутники – минимальное количество ограничений. 

Ключевые задачи, которые решает спецификация:

  • создание устройства с минимальным функционалом;
  • минимизация затрат для владельца спутника.

Спецификация установила вес и размеры спутника, требования к материалам для направляющих устройств, конструкции крепления к платформе ракеты-носителя:

  • масса корпуса кубсата, согласно спецификации, зависит от модели (1U, 2U, 3U или 6U) и может колебаться в диапазоне от 1,33 до 8 кг; 
  • для изготовления корпуса и креплений могут использоваться только сплавы алюминия 7075 или 6061;
  • системы двигателя должны иметь как минимум три блокировки активации; 
  • ширина направляющих на корпусе должна быть не менее 8,5 мм; 
  • CubeSat должен иметь как минимум один выключатель развертывания на выступе направляющих и др.

Спецификация на кубсаты оптимизировала контроль качества малых спутников. Документ регламентирует проведение лишь визуального контроля готового изделия и трех типов испытаний на устойчивость:

  • к случайным колебаниям
  • термическому вакуумному отжигу;
  • ударной нагрузке.

К примеру, в отечественном стандарте для большой космонавтики прописаны десятки видов крайне трудоемких и дорогостоящих испытаний на оценку пневмогидравлических, прочностных, кинематических, электрических, антенных и других характеристик. Кроме того, спецификация допускает на определенных условиях испытания по сокращенной программе (Protoflight); правда, в этом случае придется пройти процедуру согласования отклонений с принимающей спутник стороной. 

Видимо, осознав значимость проблемы, к 2017 году Международная организация по стандартизации на основе спецификации на кубсаты разработала стандарт ИСО 17770 «Системы космические. Малые спутники в виде куба (кубсаты)». Это событие фактически означает мировое распространение терминологии и требований к малым спутникам.

Перспективы кубсата

Сокращение числа и строгости требований, а значит – удешевление технологий создания и запуска спутников, открыло широкий доступ к отрасли и дало импульс для новых космических разработок. Так, на фоне сокращения расходов на космос ключевыми космическими державами коммерческий сектор показывает существенный рост. 

Бортовой компьютер кубсатаФото: endurosat.com

Уже сегодня благодаря спецификации (сейчас действует 12-я редакция документа) свою космическую программу смогли начать частные компании, университеты и школы. Например, Технический университет Берлина запустил в космос разработанный и построенный студентами космический аппарат TUBSat.

А 2 февраля 2018 года пятеро студентов индийского Birla Institute of Technology and Science запустили собственный спутник Project Apeiro. Малые спутники тестируются и в российских университетах, например МГУ и МАИ. Недавно запустили на орбиту малый спутник «Парус-МГТУ» студенты МГТУ им. Баумана. Судя по тенденции, совсем скоро кубсаты смогут позволить себе даже отдельные любители космоса. В Аризонском университете разработали маленький кубсат (три на три сантиметра) из дешевых промышленных комплектующих. Его цена не превысит одной тыс. долл.


Столь бурное развитие направления вызывает опасения экспертов в части снижения качества орбитальной группировки и роста числа космического мусора. На другой чаше весов – рост рынка космических разработок и развитие технологий освоения космоса.