В Самарском университете им. Королёва разработают школьный конструктор для приема данных со спутников и МКС

Студенты Самарского национального исследовательского университета им. Королёва, участники клуба "Космический градиент" (*), разработают электронный конструктор, с помощью которого российские школьники смогут самостоятельно собирать станции для приема данных с космических спутников и МКС. 

Проект по созданию такого конструктора стал победителем конкурса программы "УМНИК" и получил финансовую поддержку Фонда содействия инновациям(**). Разработка может помочь в формировании у школьников интереса к профессиям космической отрасли. Отличительные черты самарского проекта  - компактность конструкции, простота сборки, настройки и использования.

"Существующие сейчас учебные станции приема спутниковой информации, предназначенные для образовательных целей, как правило, требуют обязательной установки антенны на крышу здания. Это затрудняет использование подобных станций для многих образовательных организаций - например, школ или радиокружков. К тому же, имеющиеся на рынке конструкторы для сборки подобных станций, как правило, достаточно сложны для того, чтобы их собирали школьники. Разрабатываемая нами станция приема спутниковых данных будет отличаться компактностью, простотой сборки и удобством в использовании - на время занятий ее можно будет установить на любом открытом месте, например, во дворе школы, а после занятий ее легко можно будет сложить и унести в здание", - рассказал студент Самарского университета им. Королёва, автор данного проекта Димитрий Никишин.

В настоящее время в нашей стране уделяется особое значение созданию и развитию отечественных орбитальных спутниковых систем. В апреле этого года правительство РФ одобрило федеральный проект "Сфера" - один из ключевых проектов Роскосмоса, предполагающий масштабное развертывание многоспутниковых группировок самого различного назначения - связи, навигации, дистанционного зондирования Земли. Оснащение школ и кружков технического творчества подобными станциями по приему данных из космоса поможет привлечь внимание юного поколения к космической отрасли и изучению основ спутниковой связи и, возможно, кому-то поможет выбрать в будущем профессию, связанную с космосом. Однако самарская разработка поможет разнообразить и углубить учебный процесс и по обычным школьным предметам.

"В космосе существует очень много незашифрованных, открытых спутниковых сигналов с полезной информацией, которую можно использовать на различных школьных уроках - географии, информатики, физики. Разрабатываемая нами приемная станция сможет, например, принимать данные дистанционного зондирования Земли - снимки земной поверхности с разрешением около 1 км на пиксель. С помощью станции можно получать научные данные - показания различных датчиков, установленных на научных и образовательных наноспутниках формата CubeSat. Можно будет даже услышать голосовые сообщения с МКС.Наша разработка пригодится и для приема телеметрии при запусках любительских ракет, для получения информации с атмосферных и стратосферных зондов или, например, в качестве приемной станции на чемпионатах CanSat - это соревнования по запуску самодельных пикоспутников размерами не больше обычной алюминиевой банки из-под газировки и весом до 350 граммов на высоты порядка километра", - отметил Димитрий Никишин.

Сложности при приеме сигнала с орбиты часто возникают из-за того, что необходимо достаточно точно навести антенну на тот или иной спутник, для этого нужно знать точное расположение космического аппарата в определенное время. Самарские разработчики внедрят в станцию автоматический механизм наведения антенны, что значительно облегчит настройку приема сигнала. 

Структурно приемная станция будет состоять из трех частей: антенны, поворотного механизма со штативом и приемника радиосигналов, который будет подключаться к ноутбуку. Для работы с поворотным механизмом разработчики напишут специальное программное обеспечение. По словам Димитрия Никишина, поскольку конструктор будет собираться руками школьников, требуется разработать такую конструкцию антенны, которая будет наименее чувствительна к дефектам непрофессиональной сборки.

В рамках гранта будет проведена работа по расчету характеристик антенн и будет выбрана наиболее оптимальная и простая в изготовлении и эксплуатации конструкция. Предварительно определено, что станция будет работать в диапазонах 120-150 МГц и 430-460 МГц. Промежуточный образец антенны пройдет цикл испытаний и доработок в лаборатории университета. 

Справочно

* Клуб молодежного аэрокосмического приборостроения "Космический градиент" основан в Самарском университете им. Королёва в 2019 году. На базе клуба реализуются студенческие научно-технические проекты. Основное поле деятельности "Космического градиента" - создание и проектирование с нуля атмосферных и стратосферных аппаратов, зондов, а также потенциально космических спутников нано- и пикокласса. 

** "УМНИК" (Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса) — программа выявления и поддержки молодых ученых, стремящихся к самореализации через инновационную деятельность. "УМНИК" существует с 2007 года. За это время в ней приняли участие более 70 тысяч человек, свыше 12 тысяч стали победителями. Программа проводится по пяти направлениям. Победители программы получают финансирование в размере 500 тысяч рублей сроком на два года на развитие научно-инновационного проекта.