Объединить молодёжь разных континентов

Студентка Самарского университета Охана Бергер* предложила передавать сообщения с орбиты с помощью мощного светодиода, который будет мигать азбукой Морзе с борта космического аппарата. С помощью специального оборудования, а в некоторых случаях даже невооруженным глазом наблюдатели с Земли, находясь в зоне видимости наноспутника, смогут принять и расшифровать световую "морзянку".  Этот проект получил название "Рукотворная звезда".

Подобный вид оптической связи когда-то успешно применялся на флоте, где для передачи сообщений с корабля на корабль использовались мощные сигнальные прожекторы. Наряду с Оханой Бергер, уроженкой Бразилии, в исследованиях приняли участие молодые ученые Самарского университета им. Королёва, приехавшие в Россию из Мексики и Перу.

В рамках данного проекта Охане Бергер и ее коллегам - молодым ученым межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета им. Королёва под руководством доцента Игоря Ломаки - удалось математически показать реализуемость такого подхода к передаче сообщений и создать программный комплекс для автоматического расчета времени сеанса связи с подобным наноспутником в зависимости от орбиты космического аппарата, местонахождения наблюдателя, времени суток и прогнозируемых погодных условий. 

"С использованием накопленного опыта, полученного при выполнении этой работы, на нашей кафедре стало возможным вовлечение студентов и аспирантов в работу над проектами наноспутников. Это позволяет молодым людям не только получить теоретическое образование, но и попробовать себя в настоящих космических миссиях. Так, студенты и аспиранты межвузовской кафедры космических исследований участвуют в проектировании, испытаниях, производстве и лётном сопровождении наноспутников, активно занимаются научной деятельностью и успешно выступают на всероссийских и международных конференциях", - прокомментировал Игорь Ломака.

На базе наноспутниковой платформы межвузовской кафедры космических исследований был разработан проект наноспутника формата 3U CubeSat (трехюнитовый кубсат), предназначенный для экспериментальной проверки эффективности работы данной системы передачи сообщений из космоса. Спроектированный космический аппарат получил название SAMSat-LED (SLED). SLED можно будет использовать в международных образовательных проектах, организуя сеансы оптической связи для молодёжи различных стран. Такие проекты могут объединить множество молодых людей по всему миру, интересующихся астрономией и космонавтикой.    

В ходе научного исследования была рассмотрена работа наноспутника с "мигалкой" на низкой околоземной орбите высотой около 400 км. Как показали расчеты, для уверенного приема световой "морзянки" спутник достаточно оснастить светодиодным модулем со световым потоком 12 000 люменов**. При увеличении силы светового потока возможность проведения связи соответственно увеличится, однако возрастает и энергопотребление. Теоретические расчеты были проверены с помощью компьютерного моделирования и в ходе лабораторных испытаний. 

"Программное обеспечение автоматически оценивает возможное качество оптической связи в периоды времени, когда наноспутник будет находиться в пределах поля зрения конкретного наблюдателя согласно его географическим координатам. Конечно же, наилучший прием можно гарантировать в ясную погоду и в ночное время, когда световую "морзянку" при хорошем зрении можно будет увидеть даже невооруженным глазом", - подчеркнула Охана Бергер.

Для того чтобы наноспутник как можно меньше "кувыркался" на орбите и чтобы его светодиодный модуль был обращен непосредственно в сторону Земли, разработчики предлагают использовать систему трехосной гравитационно-аэродинамической стабилизации. Угловую скорость, которую наноспутник получает при выходе на орбиту, планируется гасить с помощью специального алгоритма, созданного учеными межвузовской кафедры космических исследований. 

Справочно:

Данный проект был представлен в виде доклада "Проект образовательного наноспутника формата CubeSat для тестирования оптической связи SamSat-LED" на симпозиуме по миссиям малых спутников 74-ого Международного астронавтического конгресса в Баку, где получил высокую оценку и вошёл в список лучших докладов, сделанных студентами. 

* Охана Бергер - одна из первых студенток из Бразилии, получающих в России высшее "космическое" образование. Приехав в Россию в 2017 году, Охана поступила в Самарский университет им. Королёва и успешно закончила в 2022 году бакалавриат по направлению "Ракетные комплексы и космонавтика", после чего продолжила учебу в магистратуре.

** Люмен - единица измерения светового потока.

Самарский университет им. Королёва - вуз-участник национального проекта "Наука и университеты".