История возникновения стандарта CubeSat, основные формокаторы

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования «Омский государственный технический университет»
Кафедра «Авиа- и ракетостроение»
Специальность 24.03.01 Проектирование ракетных комплексов и космонавтика
Специализация: Ракетные комплексы и космонавтика
История возникновения стандарта CubeSat, основные
формокаторы
Выполнил:
студент группы РК-221
Карпов А.А
Омск 2023

2.

«Кубсаты», известные также как наноспутники, строятся в стандартном размере 10 х 10 х 11 сантиметров (1U)
и выполнены в форме кубика, как легко догадаться по названию. Они масштабируются и бывают разных
версий — 1U, 2U, 3U ли 6U. Весит такой спутник 1,33 кг на U.
Кубсаты выше 3U по размерам — это большие прототипы, составленные из трех кубиков, которые находятся в
цилиндре.
В последние годы предлагались и более крупные платформы CubeSat, включающие модель в 12U (20 x 20 x
30 сантиметров). Она позволила бы расширить возможности кубсатов, выйдя за пределы академических
исследований, и проводить испытания новых технологий, включая более сложную науку и оборонку.
Для классификации таких миниатюрные спутники в расчете на массу. 1U CubeSats относятся к классу
пикоспутников.
• Миниспутник (100–500 кг)
• Микроспутник (10–100 кг)
• Наноспутник (1–10 кг)
• Пикоспутник (0,1–1 кг)
• Фемтоспутник (0,01–0,1 кг)
Цель данного реферата: ознакомиться с историе возникновения стандарта CubSat, основными формокаторами.
Задачи данного реферата:
1) Ознакомиться с историей возникновения стандарта CubSat, основными формокаторами.
2) Рассмотреть основные формокаторы.

3.

История
возникновения
стандарта “Cubesate”
Профессора Хорди Пуиг-Суари из
Калифорнийского политехнического
государственного университета и Боб Твиггс из
Стэндфордского Университета предложили CubeSat
эталонный дизайн в 1999 году с целью позволить
аспирантам проектировать, строить, тестировать и
эксплуатировать в космосе космический корабль с
возможностями, аналогичными возможности
первого космического корабля, Спутник. CubeSat в
том виде, в каком он был изначально предложен, не
задумывался как стандарт; скорее, это стало
стандартом со временем в процессе появление.
Первые спутники CubeSat были запущенны в июне
2003 г. русским Еврокот (Eurockot), а к 2012 году на
орбиту вышло около 75 кубесатов.

4.

Структура, основные формокаторы
Количество соединенных
единиц определяет размер
CubeSat и в соответствии со
Спецификацией
проектирования CubeSat.
масштабируемый по двум
осям, чтобы соответствовать
формам 0,5U, 1U, 1,5U, 2U,
3U или другой форме. Все
стандартные размеры
CubeSat были созданы и
запущены и представляют
собой формофакторы.

5.

Строение CubeSat: 1-солнечный датчик; 2-солнечная панель; 3электронная пушка; 4-электромагнит; 5-система определения
ориентации и контроля (СООК); 6-система управления и
обработки данных (СУОД); 7-полезная нагрузка 2:
продуцирование и управление высоким напряжением (ПН2); 8антенна (восходящий канал); 9-электрический парус на
солнечном ветре; 10-бортовая камера (КАМ); 11-двигатель
катушки тросса; 12-полезная нагрузка 1: двигатель катушки
тросса и электроника (ПН1); 13-конечная масса троссс; 14система электроснабжения (СЕ); 15-коммуникационная система
(КС); 16-порт доступа; 17-рамка ((угловая) скорость
установившегося разворота (СУР)); 18-боковая панель; 19антенна (нисходящий канал)

6.

Способы выведения и
компоновки спутников
Стандартные габариты CubeSat значительно упрощают
процедуру выведения в космос. Дело тут не только в их малом
размере и массе. Обычно считается, что именно масса в
килограммах спутника определяет его стоимость выведения. Но
когда дело касается таких незначительных показателей как 1-3-9
кг, существенной статьей расходов становится т.н. адаптация.
Ведь мало спутник прикрутить к ракете, потом надо чтобы он
отстрелился в нужное время, на нужной высоте и с нужным
ускорением. Под обычные спутники, даже маленькие,
приходится проводить отдельную работу и конструировать
адаптер, который позволит совместить конкретный спутник с
конкретной ракетой или разгонным блоком. В случае с CubeSat
вопрос решается при помощи адаптации специального
контейнера.

7.

Еще есть возможность запускать кубсаты с Международной космической станции. Для этого на
американском сегменте оборудована специальная роботизированная система частной космической
компании NanoRacks. Система позволяет запускать пачками кубсаты, при этом она не требует выхода
астронавтов в открытый космос.
Запуск с МКС решает многие проблемы: он
проще и дешевле ракет, для него не
требуется адаптация и даже контейнер.
Большинство CubeSat запускаются именно
со станции. Но и здесь есть проблемы.
Спутники доставляются на борту грузовых
кораблей, могут пролежать до запуска
несколько недель или даже месяцев, в
результате чего бортовая батарея может
разрядиться.Другая проблема старта со
станции — небольшой срок жизни спутника.
На высоте МКС еще сравнительно сильно
тормозящее воздействие земной атмосферы,
поэтому даже маленькие кубсаты держатся
меньше двух лет, а если у спутника есть еще
раскладные солнечные батареи, то и года не
Запуск CubeSat с российского сегмента МКС.
летают

8.

Спутниковая группировка Starlink
SpaceX продолжает наращивать орбитальную группировку спутников связи «Старлинк»
(Starlink). Ее конечный состав должен достичь беспрецедентного в истории количества
спутников. Каким он окажется фактически, мы пока точно не знаем, однако можно
ожидать, что общая численность спутников в системе достигнет нескольких десятков
тысяч единиц. Этого достаточно, чтобы она смогла стать оружием нового типа.
Одиночный спутник представляет собой плоскую панель массой 260 килограммов.
Длина панели около 3 м, ширина 1,5 м, толщина 0,2 м. Спутники оснащены одной
панелью солнечных батарей, и электростатическим двигателем Холла с криптоном в
качестве рабочего тела. Для выполнения своей основной задачи спутники оснащены
антеннами различных типов.
Всего на орбите находятся около 8200 спутников. Таким образом, доля Starlink уже
составляет примерно четверть общего количества и быстро растет, что уже не первый
год вызывает беспокойство астрономов.

9.

OneWeb
OneWeb начал свой путь в 2012 году, когда американский предприниматель Грегори Уайлер
основал фирму WorldVu, целью которой было развертывание группировки компактных спутников
для обеспечения широкополосного доступа в Интернет. После перерегистрации в 2015
году компания была переименована в OneWeb, а также получила инвестиции от Virgin,
Qualcomm, SoftBank, Airbus Group и других компаний на сумму 3,4 миллиарда долларов.
28 февраля 2019 года были запущены первые шесть тестовых спутников, а с февраля 2020-го
OneWeb начали отправлять на орбиту серийные модели. Однако уже в марте того же года
компания подала на банкротство, после чего фирму по аукциону выкупили правительство
Великобритании и индийский конгломерат Bharti. Запланированный на март запуск с помощью
российской ракеты Союз-2.1б был отменен, поэтому запуском занялся прямой конкурент —
SpaceX.

10.

Проект "Сфера"
«Сфера» — это комплексный проект,
включающий в себя систему
дистанционного зондирования земли (ДЗЗ)
и навигацию (ГЛОНАСС), спутниковые
системы связи «Экспресс-РВ» и «Гонец», а
также «космическую шину данных» для
предоставления услуг спутниковой
телефонной связи, интернета, получения
данных от датчиков и систем интернета
вещей и БПЛА.
Вечером 22 октября 2022 года с космодрома
Восточный запустили ракету «Союз-2.1б» с
первым спутником группировки «Сфера».
Будущая группировка, согласно планам,
позволит обеспечить РФ спутниковыми
интернетом и связью.
Запуск ракеты “Союз-2.1б” с первым спутником
группировки “Сфера”

11.

Заключение
Одной из определяющих характеристик современной эпохи освоения космоса
является ее открытая природа. Благодаря развитию новых технологий и
сокращению расходов на те или иные аспекты, коммерческий сегмент уже активно
предлагает собственные услуги по запуску чего-либо в космос. Кроме того,
научные учреждения и малые страны строят собственные спутники для
проведения атмосферных исследований, наблюдений Земли и испытания новых
космических технологий. Так вот, именно CubeSat («кубсат»), миниатюрный
спутник, позволяет им проводить вполне недорогие космические исследования.
Спутники стандарта CubeSat становятся основными спутниками. Их производство
и эксплуатация имеет множество плюсов. Сегодня все больше находится работы
для CubeSat, растут их возможности и надежность компонентов, развивается
инфраструктура, в том числе и в России. Коммерческое применение стандарта
CubeSat — это результат творческого поиска, нестандартных идей и
решительности инициаторов таких проектов.