Система по созданию невесомости на КА «Фотон М4»

Несмотря на то, что на орбите предполагается наличие невесомости (на это рассчитывают учёные, выращивая суперчистые кристаллы и прочие невозможные на земле материалы), на самом деле ни один космический аппарат таких условий не обеспечивает. Дело в том, что движение самого аппарата в космосе, включение двигателей, вибрация солнечных батарей, работа научной аппаратуры - всё это создаёт микроускорения и, как следствие, микрогравитацию. Как раз эти микроускорения и являются главными «вредителями» и мешают проведению многих экспериментов, не говоря уж о разворачивании в космосе промышленности, требовательной к уровню невесомости. Космический аппарат «Фотон» разработанный в самарском ракетном центре «ЦСКБ-Прогресс», практически единственный из всех существующих космических платформ, обеспечивает очень невысокий уровень микроускорений - одна миллионная часть g.

Это по техническому заданию. А вот так ли это на самом деле? На этот вопрос отвечает прибор, разработанный учёными СГАУ, - космическая система компенсации микроускорений (КСКМ). С виду это - чёрный ящик-куб, в котором скрывается три магнитометра (в их задачу как раз и входит измерение микроускорений) и три электромагнита, призванные справиться с другой задачей — компенсацией микроускорений до нужного уровня (в этом полёте они только имитируют компенсацию). Также внутри «коробочки» работает компьютер, который прямо в космосе, получая координаты от бортовой вычислительной системы, высчитывает, каким должно быть магнитное поле в каждой точке полёта космического аппарата, а по угловой скорости вращения аппарата - микроускорения. Потом сравнивает и определяет насколько реальное магнитное поле отклоняется от идеального. Затем, компьютер будет подавать команды на магниты, которые скомпенсируют микроускорения. Сейчас КСКМ только отрабатывает математическую модель такой компенсации. Насколько точной окажется эта модель, учёные узнают только после окончания миссии «Фотон-М4». Оценивать данные, собранные КСКМ, будут учёные института прикладной математики имени М.В. Келдыша.

«Полностью эту систему отработаем на нашем спутнике «АИСТ-2», где уже будет полноценная навигационная система», - говорит один из разработчиков аппарата Игорь Пияков, старший научный сотрудник Института космического приборостроения СГАУ.

Отметим, что прообраз системы КСКМ - прибор «Гравитон» - побывал в космосе на борту «Биона», другой космической лаборатории, также разработанной в ЦСКБ-Прогресс. Но «Гравитон» только измерял микроускорения. Следующий полёт был на борту «Аиста» в прошлом, 2013 году. Там установлены и магнитометры, и электромагниты. Но полноценно работать они не могут, так как нет навигации в реальном времени.

«КСКМ в будущем сможет формировать необходимый уровень микроускорений как на малых спутниках типа «Аист», так и на больших аппаратах», - уверен Игорь Пияков.

КСКМ - разработка учёных СГАУ. В лабораториях института космического приборостроения создавались источники питания, электромагниты, магнитометры, модули управления электромагнитами. Разрабатывали прибор научные сотрудники института: И.В. Пияков, К.Е. Воронов, Д.В. Родин, научное руководство осуществляет профессор Н.Д. Сёмкин. Над сборкой трудились и студенты-дипломники. Алгоритмы управления разрабатывались совместно со 1103 отделом «ЦСКБ-Прогресс».