Спутникостроение малых космических аппаратов стандарта кубсат

Программа имеет практико-ориентированный характер, позволяет слушателям реализовать полученные знания, навыки и компетенции для выполнения работ в области разработки кубсатов по полному циклу.

Профессиональная компетенция, полученная слушателями при освоении настоящей программы, необходима для выполнения следующих видов профессиональной деятельности:

• формирование облика, компоновки и архитектуры малых космических аппаратов с учетом механических и электронных компонентов, систем управления и целевой нагрузки;
• разработки конструкций бортовой и наземной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) космического назначения;
• технической эксплуатации наземного сегмента;
• обеспечения заданных показателей функционирования оборудования в сложной электромагнитной обстановке в условиях ограниченных массово-габаритных характеристик.

В результате освоения программы слушатель должен:

знать:

• основы радиотехники и радиоэлектроники;
• основы цифровой и цифро-аналоговой схемотехники;
• методы проектирования радиоэлектронной аппаратуры;
• методы и средства обеспечения качества работы радиоэлектронной аппаратуры;
• виды бортового и наземного радиоэлектронного оборудования (РЭО);
• документы, регламентирующие разработку радиоэлектронного оборудования.

 уметь:

• проектировать компоновку всех компонентов и модулей малых космических аппаратов;
• компоновать электронные схемы бортового и наземного РЭО;
• моделировать электронные схемы бортового и наземного РЭО;
• оценивать варианты решений при конструировании технических средств.

Учебный курс разработан с учетом действующих профессиональных стандартов по направлениям:

• 25 Ракетно-космическая промышленность;
• 29 Производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования;
• 32 Авиастроение

Учебно-тематический план 

Тема 1. Конструкция CubeSat.

История создания стандартизированных малых космических кораблей. Спецификация кубсатов. Механическая конструкция кубсатов, платформы. Требования к массово - габаритным характеристикам и форм-фактору. Многоюнитные кубсаты от 2U до 32U. Отечественные и зарубежные примеры наиболее эффективных миссий на основе кубсатов.

Тема 2. Комплексная разработка кубсатов и МКА наноразмеров.

Архитектура и практика компоновки. Системы управления в пространстве: пассивная, активная (ЖРД, маховики, микроионные двигатели, перспективные), расчет работы МКА с малой тягой. Отечественные и зарубежные примеры разработки компоновочных схем. Система терморегулирования.

Тема 3. Системы БРЭО, электропитания и целевые нагрузки.

Бортовой компьютер (БЦВМ). Энергетические модули и параметры кубсатов: возобновляемая система энергопитания (солнечные батареи, аккумуляторы), генераторы (химические, топливные элементы, термоэлектрический генератор и другие), расчет энергобаланса. Системы контроля, ориентации, стабилизации и навигации, телеметрии. Система управления: радиоканал, приемники и передатчики. Целевые нагрузки: телекоммуникации, телескопы, датчики спектро- и магнитометрии, фотовидеомодули для ДЗЗ, мониторинговое оборудование. Антенно-фидерные устройства. БРЭО высокоскоростных каналов передачи.

Тема 4. Сетецентрическая структура группировок кубсатов.

Группировки и роевое управление кубсатами, межспутниковые коммуникации. Многоуровневые системы: большой космический аппарат - орбитальные дата-центры, ретрансляторы, наземные потребители. Межпланетные спутники.

Тема 5. Наземная инфраструктура и системы запуска.

Наземные станции и центры управления полетами. Школьные и студенческие КБ, проект СОНИКС (Space-π). Доставка кубсатов до орбиты: запуск и развертывание. Альтернативные системы запуска. Особенности орбит 200 - 450 км. Отечественные и зарубежные примеры наземного сегмента.

Тема 6. Моделирование работы конструкторского бюро по кубсатам.

Готовые решения и модули для форм-факторов кубсатов. Экономические параметры проектирования, производства и запуска малых космических аппаратов. Определение компоновок кубсатов (от 1 до 32 юнитов), расположение всех модулей. Моделирование кубсатов будущего с учетом передового опыта.