Най-малките спътници - от гаража до междузвездното пространство

[SAlexandrov]

Технологичен пробив: най-малките спътници успешно излъчиха радиосигнали!

Миниатюрен спътник от типа "Спрайт" - устройство. Всички нужни компоненти за един космически апарат могат да се поберат на една мъничка платка с размер на пакетче за захар. Image credit : Zac Manchester

23 март 2019 г. 19:15 ч.

Светослав Александров. Току-що космосът стана още по-достъпен, след като миниатюрните спътници "Спрайт" с размер колкото едно пакетче захар (3.5 на 3.5 сантиметра) излъчиха първите радиосигнали след освобождаването си в орбита! Постижението е добре дошло както за обикновените хора, които вече ще могат да притежават свой собствен спътник дори и за под 1000 лева, така и за мечтателите на междузвездни мисии. Възможно е някой ден подобни фемтоспътници да са първите построени от човешка ръка апарати, които ще достигнат до далечните звезди и техните планети.

Ето как се стигна до успеха. Спътничетата "Спрайт" са създадени от Зак Манчестър, асистент д-р по аеронавтика и астронавтика в Станфорд, САЩ. Манчестър започва да работи по проекта още през 2009 година, а през 2011 г. създава първите прототипи на "Спрайт". Същата година ентусиастът успява да качи няколко спътничета на борда на последната космическа совалка. Три от тях са монтирани от външната страна на Международната космическа станция, а три години по-късно всички са все още в работоспособно състояние, независимо от излагането им на суровите космически условия. В прикачен вид "Спрайт"-ове летят и през 2017 година на борда на латвийско-немския спътник "Вента 2". 

Но изминава доста време, преди да станем свидетели на "Спрайт"-ове в свободен полет. Първият опит е през 2014 година, когато около 120 "Спрайт"-а са качени в космоса на борда на спътника "КикСат 1". Спътникът е кръстен от Манчестър с това име, защото инициаторът е получил пари за разработката му посредством платформата за групово финансиране KickStarter. Той е от типа 3-U CubeSat, което означава, че е изграден от три стандартизирани единици. Едната единица побира системите за електрозахранване, компютърните системи и комуникационните системи. Другите две единици побират механизма за освобождаване на "Спрайт"-овете. За съжаление "КикСат 1" се поврежда скоро след като достига космоса и нито един "Спрайт" не е освободен в орбита. 

Резервният спътник "КикСат 2" е готов за изстрелване още през същата 2014 година, но поради редица причини, най-вече свързани с придобиването на лиценз за полет, изстрелването става факт чак през ноември 2018 г. с американския космически кораб "Сигнус". На 13-ти февруари тази година "КикСат 2" е пуснат свободно в орбита, а на 19-ти март командата за освобождаване на "Спрайт"-овете от борда му е  изпратена. 

Вчера, на 22-ри март, радиолюбители съобщиха в Туитър, че миниатюрните спътници работят и излъчват радиосигнали на предвидената честота! 

Макар че този експеримент е просто демонстрационен, потенциалът за по-нататъшно приложение на фемтоспътниците е огромен - както за нуждите на частната космонавтиката, така и за междупланетни и дори междузвездни мисии! 

Инициативата Брейктру Старшот за първи безпилотен полет до звездната система Алфа Кентавър. Image credit : Breakthrough Starshot

Последната възможност се обмисля от инициаторите на амбициозното начинание Брейктру Старшот. Провеждането на космическа мисия до далечните звезди е изключително сложно начинание поради огромните разстояния между тях, което налага ускоряването на космическия кораб до непостижими към този момент скорости, сравними с тази на светлината. Тук обаче размерът има значение - за мънички космически кораби от типа на "Спрайт" подобни скорости ще се постигат много по-лесно. Чрез помощта на наземни лазери изследователите очакват фемтоспътниците да бъдат ускорени до 20% от скоростта на светлината. При такава скорост те ще прекосят орбитата на Плутон за три дни и ще достигнат до най-близката звезда за 20 години. Зак Манчестър смята, че междузвездните "Спрайт"-ове ще могат да бъдат екипирани със свръхлеки камери, които ще успеят да направят първите снимки на извънслънчева планета. 

Кой знае - може би още нашето поколение ще бъде свидетел на началото на първите мисии до друга звезда, а за децата и внуците ни тези мисии ще са в напреднал етап? 

http://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/2676-2019-march-sprites-send-first-radiosignals

[SAlexandrov]

АмбаСат ви предлага собствен спътник за около стотина лева!

Космическият спътник от типа "АмбаСат" е малък, но напълно функционален. Photo credit : AmbaSat

20 юни 2019 г. 19:55 ч.

Светослав Александров. Намираме се в разгара на истинска революция в областта на космонавтиката! Преди няколко десетилетия, в зората на космическата надпревара, спътниците са се разработвали само от две свръхсили - САЩ и Русия, като това са били огромни и тежки машини и са стрували милиарди долари. 

Статуквото се запазва до 1999 година, когато двамата професори Джорди Пуиг-Суари от Калифорнийския политехнически университет и Боб Туигс от Станфордския университет предлагат стандарта CubeSat. При него базисната структура (1U) представлява куб с дължина на ръба 10 сантиметра (оттам идва и името) и всички спътникови компоненти могат да се поберат в него. 

Благодарение на достъпна технология, която е налична на пазара, за направата на такъв спътник вече не са нужни милиарди или дори милиони долари, а парите са от порядъка на хиляди. В статията "Ето как бихте могли да купите, сглобите и изстреляте ваш собствен спътник" съм описал как за около $100 000 долара можете да си направите собствен CubeSat сателит, а за около още толкова - да го изстреляте. 

През изминалите няколко години се появиха и други стандарти. PocketQube е наполовина по-малък и съответно по-евтин на CubeSat (на такъв тип спътник ще бъде изведена моята книга "Аз, виртуалният астронавт" след няколко месеца). Частната компания Interorbital предлага стандарта TubeSat, като основната единица струва $8 000 долара. Това са цени, които са по-скоро постижими за фирми. Но те са все още твърде високи за обикновени ентусиасти, които искат да имат собствен спътник. 

През 2011 година Зак Манчестър, тогава студент в университета Корнел, публикува своята идея КикСат в платформата за групово финансиране Кикстартер. Манчестър създава стандарта "Спрайт" - миниатюрен спътник с размер колкото няколко пощенски марки, на който всички компоненти се побират само на една платка. Макар че е съвсем мъничък, сателитът притежава слънчеви батерии, радиопредавател, миниатюрен компютър, датчици, жироскоп. Цената, която е предложена, за да имате собствен спътник и да го изстреляте в космоса, е едва $300 долара. Благодарение на груповото финансиране средствата са събрани, но пътят до космоса е трънлив. През 2014 година близо 120 спътника "Спрайт" са качени в орбита, но установката за освобождаване на спътниците не сработва. Едва през 2019-та година, на 19-ти март, проектът е повторен и микроспътниците са пуснати в космическото пространство. 

АмбаСат е най-новият проект, който наследява КикСат. Неговият създател е Мартин Плат от Великобритания. Проектът също е публикуван на платформата за групово финансиране Кикстартер, а до 6-ти юли всеки от вас може да се включи и да участва. 

Сега възможността един обикновен ентусиаст да има свой собствен спътник е по-достъпна от когато и да е било в миналото. Причината, поради която създаването на спътник е все още непостижимо за голяма част от хората, е не само във високата цена. Спътниците традиционно имат нужда от наземна инфраструктура, като това включва и контролен център с радиоприемник и предавател. Ти не просто трябва да си купиш или сглобиш спътник, но и да си сигурен, че ще можеш да работиш с него.

АмбаСат решава проблема по радикален начин. Микроспътниците са създадени да комуникират с мрежата The Things Network (TTN), която има приемници, разпръснати из цялото земно кълбо. Така когато си купите спътник, не е необходимо да купувате и наземна екипировка. Той ще може да се свърже с местната TTN антена, а вие ще разполагате със софтуерно приложение на вашия компютър, за да го управлявате през интернет. 

Цените варират в зависимост от това каква опция за спътника желаете да изберете, дали го искате на части или изцяло сглобен, както и това дали ще се възползвате от услуга за изстрелване. Най-евтиният вариант е £35, което се равнява на около 77 лева. Бюджетният вариант не включва изстрелване, а спътникът е годен само за наземна работа. Той е снабден с химически, а не със слънчеви батерии. Въпреки това вие ще можете да го сглобите, да го програмирате и да се свържете с TTN мрежата. Спътникът функционира също толкова добре в наземни условия, както ако беше предназначен за космическа работа.

Следващата оферта е за £46, което се равнява на около 101 лева. Това е напълно функционален сателит, снабден със слънчеви батерии, който е годен за работа както в наземни условия, така и в космически. Спътникът може да бъде изстрелван с височинен балон в стратосферата, както и с ракета в околоземна орбита. 

Ако решите да се възползвате от услугата на АмбаСат за изстрелване, най-евтината оферта е за £214, което се равнява на около 471 лева. Така за малко под 500 лева резервирате слот за полет на борда на ракета. Тук обаче е редно да подчертая, че АмбаСат е избрал за партньор компанията Интерорбитал систъмс, която в продължение на дълги години създава ракети "Нептун". Нито една от тези ракети не е достигнала все още до космоса. Причината, поради която стартъпът се е спрял на Интерорбитал е, че това е най-евтината налична оферта.

При всички положения проектът е интересен и си струва да бъде подкрепян, тъй като спомага за навлизането на космическите технологии сред обикновените ентусиасти. Непременно ще отразявам неговото развитие на страниците на КОСМОС БГ! 

За повече информация: страницата за групово финансиране на AmbaSat в Kickstarter

http://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/2825-2019-ambasat-kickstarter

[Skubi]

 

 

[SAlexandrov]

Първият личен спътник от типа AmbaSat пристигна в България!

Светослав Александров с основната платка на спътник от типа AmbaSat. Photo : Svetoslav Alexandrov

5 февруари 2020 г. 19:20 ч.

Светослав Александров. След като през декември 2019-та моята книга "Аз, виртуалният астронавт" излетя в космоса, днес е време да обявя следващата важна стъпка, с която искам да вдъхновя космическите ентусиасти. Първият ми личен спътник от типа AmbaSat пристигна днес в България, а в бъдеще мой спътник от този тип ще достигне до орбита! 

Моят първи личен спътник. Photo : Svetoslav Alexandrov

Това ще стане възможно благодарение на инициативата на Мартин Плат AmbaSat, за която вече писах на страниците на сайта през юни. Британският стартъп AmbaSat беше обявен на платформата за групово финансиране Kickstarter миналата година и в рамките на няколко седмици компанията събра £43,049. Днес всеки може да има свой собствен спътник не за хиляди, не за стотици, а за десетки левове, а ако всичко мине по план, изстрелването ще е от порядъка на няколкостотин. Аз вече имам резервиран полетен модел на спътника, както и стартов слот на борда на ракета. 

AmbaSat е наследник на инициативата KickSat - друг проект, финансиран посредством KickStarter през 2011-та и доведен до успешен финал през 2019-та, когато микроспътниците полетяха в орбита. Основател на тази предишна инициатива бе студент от университета Корнел на име Зак Манчестър. Той създаде стандарта за микроспътници "Спрайт" - миниатюрен спътник с размер колкото няколко пощенски марки, като всичките му компоненти се побират само на една платка. Макар че е съвсем мъничък, спътникът притежава слънчеви батерии, радиопредавател, миниатюрен компютър, датчици, жироскоп. Ето как изглежда основната платка на спътник от този стандарт на фона на българска монета от 1 лев: 

Photo : Svetoslav Alexandrov

Конкретно за моя личен спътник съм избрал да бъде оборудван с датчик, който може да измерва земната влажност и температура. 

Но за тази цел той първо трябва да достигне до космическото пространство. Изстрелванията продължават да са трудни и скъпи в днешно време, а за да изведат личните ни спътници, от AmbaSat са се спрели на бюджетната ракета "Нептун", разработвана от частната компания Интерорбитал.

На снимката - ракетата "Нептун" на Интерорбитал, която ще изведе нашите микроспътници AmbaSat. Photo : Interorbital Systems

Тук е коректно да отбележа, че "Нептун" е в процес на изпитания и макар че са извършени няколко тестови атмосферни полета, ракетата още не е достигнала до орбита. Поради това е трудно да се предвиди конкретна дата кога микроспътниците ще излетят. 

Всички микроспътници ще бъдат качени на диспенсър, построен по стандарта 3U CubeSat. Ето как ще протече освобождаването на спътниците от диспенсъра: 

Photo : AmbaSat 

Ръководството на инициативата AmbaSat ни уверява, че проектът е щадящ за околоземното пространство и няма да доведе до натрупването на космически боклук. Микроспътниците ни ще достигнат само най-ниските региони на околоземната орбита. Там триенето в горните слоеве на земната атмосфера е силно изразено и сателитите ще могат могат да останат в продължение на едва три месеца, след което ще изгорят.

Инициативата Брейктру Старшот за първи безпилотен полет до звездната система Алфа Кентавър. Image credit : Breakthrough Starshot

Спътниците от типа "Спрайт" са миниатюрни, но е възможно да крият потенциал и за много по-сериозни приложения от сферата на личната космонавтика. Инициаторите на амбициозното начинание Брейктру Старшот, сред които бе и покойният физик Стивън Хокинг, смятат, че микроспътниците са най-реалистичната идея за осъществяване на полет до най-близките до нас звезди. Размерът има огромно значение в случая - чрез мощни лазери един микроспътник "Спрайт" може да бъде ускорен до 20% от скоростта на светлината. С такава скорост микроспътникът ще прекоси орбитата на Плутон само за три дни (а успешната плутонианска мисия "Ню Хърайзънс" пътуваше цели 9 години!) и ще достигне най-близката до нас звезда Проксима Кентавър за 20 години. Може би някога в бъдещето подобни микроспътници ще могат да бъдат оборудвани и със свръхлеки камери и така ще изпратят първите снимки отблизо на чуждите планети.

https://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/3174-2020-ambasat-satellite-arrives-bulgaria