Финальный отчет по проекту спутника «Маяк»
Введение
Данная статья подводит итоги проекта по созданию спутника «Маяк», первого российского спутника, созданного руками любителей космонавтики и запущенного на орбиту 14 июля 2017 года с космодрома «Байконур». Дана хронология развития проекта, перечень основных технических и организационных задач, список участников проекта на разных стадиях.
Так же в статье вот так отмечены решенные вопросы, а вот так — отмеченные ошибки, допущенные в ходе работ.
В тексте встречает местоимения «я» и «мы». Я — это автор этого текста и руководитель проекта «Маяк», Александр Шаенко, мы — это команда проекта «Маяк».
Итак, начнем.
Причины появления проекта «Маяк»
У любого проекта есть причины, мысли или события, которые приводят к его появлению, но еще не являются проектом как таковым. Главной причиной проекта появления проекта «Маяк» было желание изменить состояние дел в нашей сегодняшней космонавтике.
Мы знаем, что человечество шестьдесят лет назад вышло в космическое пространство. Мы знаем, что автоматические межпланетные станции исследовали все известные крупные небесные тела Солнечной системы. Мы знаем, что космические обсерватории наблюдают Вселенную во всем диапазоне волн электромагнитного спектра. Пилотируемые космические корабли и спутники-исследователи запускаются в космос множеством стран, поэтому можно с ответственностью заявить, что мы, человечество, исследуем космос.
Решающий вклад в освоение космического пространства сделала наша страна. В начале космической эры именно мы запустили первый искусственный спутник Земли, первыми достигли Луны и ближайших планет, первыми запустили в космос человека.
Однако в этих высказываниях есть два тонких момента.
Во-первых, большие достижения в области полетов в космос остались в прошлом. Гагарин полетел в 1961 году, Армстронг ступил на Луну в 1969. Тогда казалось, что вслед за этими достижениями последуют и другие: базы на Луне, полеты к Марсу и Венере и прочие, и прочие, и прочие. Начиналось закономерное обсуждение, что уже скоро появятся профессии космонавта-ученого, космонавта-техника или даже космонавта-сварщика. Что скоро полеты в космос станут рутинным делом, как стали в свое время атмосферные полеты. Действительно, кто сейчас из сотни пассажиров авиалайнера задумывается о романтической мечте, проведшей энтузиастов полета от хрупких полотняных орнитоптеров до стремительных и надежных воздушных судов, связавших континенты? Подобного ждали и от космонавтики, однако этого не случилось.
Во-вторых, как именно я, обычный человек, живущий обычной жизнью в России, могу исследовать Вселенную и запускать спутники в космос? Не мы, российский народ в целом или человечество вообще, а именно я? Тут надо заметить, что такое желание присуще далеко не всем. Как и во время полета на реактивном самолете из сотен человек на борту наслаждаются полетом лишь пара пилотов да несколько детей, так и в космос хотят очень немногие. Но если хочется лично мне запустить в космос свой спутник, то как быть?
Обычно в этом случае говорят так. Учись в школе получше, поступай в хороший вуз, а после — иди работать в КБ. Первые тридцать лет ты будешь там инженером, а потом, ближе к пенсии, ты станешь Главным конструктором, и вот тогда-то ты сможешь запустить в космос свой спутник. Сейчас такой путь выбирают очень редко, потому что есть способы и получше. Например, придумай гениальную бизнес-идею, бери кредит в банке или ищи инвесторов, собирай команду, проектируй спутник, запускай его в космос и зарабатывай деньги. Но что же делать, если тебе не хочется делать спутник для денег?
Мы, разработчики проекта «Маяк», ответили на этот вопрос. Мы доказали на практике, что возможен и третий путь. Что можно с друзьями придумать спутник, без огромных заводов и сложных лабораторий построить его и запустить в самый настоящий космос. Мы надеемся, что благодаря нашим усилиям наша космонавтика хоть немного, но изменится, и в нее придут новые люди, новые идеи, новые методы работы. Мы хотим, чтобы в космонавтику пришли неравнодушные, увлеченные освоением космоса люди. Мы рассчитываем, что после «Маяка» сделать следующий «свой собственный спутник» будет проще, так как уже есть наш пример и наш опыт.
Эта идея выкристаллизовалась в ходе бесед перед лекцией по истории космонавтики 24 декабря 2013 года с ее организаторами, Алексеем Стаценко и Соколовым.
Постановка задачи
В самом начале проекта, еще до формирования проектной команды нужно было ответить на следующие вопросы:
- Если делать спутник для того, чтобы привлечь как можно больше людей в освоение космоса, то какой это должен быть спутник?
- Если делать спутник с энтузиастами, чтобы в нем мог принять участие любой желающий, то какой он должен быть, чтобы энтузиастам по силам его было сделать?
Ответы были следующими:
- Нужно создать яркий светящийся объект, видимый невооруженным глазом, при этом обеспечить продвижение его во всем мире как спутника, созданного космическими энтузиастами. Кроме того, нужно опубликовать все материалы проекта, чтобы любой желающий мог его повторить.
- Необходимо проектировать космический аппарат так, чтобы при его производстве, испытании и запуске не было необходимости применять малодоступные ресурсы — материалы, оборудование, испытательные стенды.
Варианты спутника с радиопередатчиком, с камерой, фотографирующей Землю были отвергнуты как требующие сложного наземного приемного оборудования у «зрителя», а также сложные в реализации.
Сбор команды проекта
Имея сформулированные требования к проекту, стало возможным начать поиск команды проекта. Участники первой команды собрались благодаря объявлению в группе «Твой сектор космоса» от 2 марта 2014 года. Первая встреча по проекту произошла 5 марта 2014 года.
На встречу пришли студенты и аспиранты МГТУ им. Баумана и МАИ, которым идея сделать спутник своими руками и запустить его в космос, понравилась. Работа команды в этом составе продолжалась примерно до начала сентября 2014 года.
Формулирование ТЗ
В ходе работы команды было сформулировано техническое задание на спутник, получивший к тому времени название «Маяк».
Самый главный вопрос, на нам который нужно было ответить при формировании ТЗ на «Маяк» — как формировать яркий объект в небе?
Мы рассматривали целый ряд возможных вариантов, начиная от повторения советского эксперимента «Искусственная комета», рассматривали установку на борт спутника ярких источников света и заканчивая солнечным отражателем, аналогичным американскому спутнику «Эхо».
При анализе возможных вариантов возник следующий вопрос, не менее главный.
На какое время создавать в небе яркий объект? Мы посчитали, что за месяц существования такого спутника, особенно на околополярной орбите, то есть, на орбите, по которой спутник облетает всю Землю от полюса до полюса, его успеют увидеть во всех городах и свой эффект он произведет. В случае существенно меньшего срока, например, нескольких дней, облачность и другие проблемы могли бы помешать увидеть аппарат в некоторых районах Земли, в случае существенно большего времени большего эффекта вряд ли удалось бы достичь, так как за это время яркая, ползущая по небу звездочка успела бы всем надоесть.
Итак, мы стали ориентироваться на время порядка месяца. Совместно с тем, что мы хотели сделать и запустить на орбиту аппарат за какой-либо разумный срок, а не через 10 лет после начала работы, мы решили делать аппарат максимально простым и дешевым. Можно было, наверное, начать строить огромный восьмитонный звездолет с ядерной бомбой на борту, но шансов построить его на самом деле и запустить на орбиту у нас бы не было. Эти соображения привели нас к тому, что ставить на борт металлический натрий (где его брать, кстати? Как хранить?) как на «Луне-1» или дорогие солнечные батареи с мощными диодами и системой ориентации не стоит, поэтому нам нужен солнечный отражатель, своеобразный диско-шар в космосе, блики которого бы обегали Землю и выглядели с поверхности планеты как яркие вспышки в небе. Эта идея показана на фото.
Поэтому стал вопрос — какой формы должен быть солнечный отражатель? Вопрос не праздный, так как нужно при многочисленных ограничениях сделать спутник максимально заметным для наблюдателей с земли, то есть, сделать его как можно более ярким, как можно более длительно вспыхивающим и при этом с большой зоной видимости. В техническом задании мы записали вспышки звездной величиной -8m, ориентируясь на вспышки спутников «Иридиум», яркостью до -10 m.
Идея была простой — сделать наш отражатель ближе и больше антенн «Иридиума», чтобы получить более яркие вспышки.
Для того, чтобы такую яркость достигнуть и сделать отражатель как можно меньше, мы решили провести исследование яркостей вспышек отражателей различной формы, находящихся в одинаковых условиях. Были проанализированы следующие варианты солнечного отражателя:
- Плоская треугольная грань,
- Правильный тетраэдр,
- Икосаэдр,
- Сфера.
Расчеты показали, что оптимальное сочетание яркости вспышки и большой зоны видимости, а также технологической реализуемости обеспечивает отражатель в форме правильного тетраэдра. Именно эта форма и была записана в ТЗ.
После определения формы необходимо было определить способ формирования солнечного отражателя. Со времен занятий в МГТУ им. Баумана по раскрывающимся космическим конструкциям я запомнил, что наибольшее значение коэффициента трансформации, то есть, соотношения габаритов в раскрытом состоянии к габаритам в сложенном, обеспечивают пневматические конструкции. Обычно они выполняются в виде оболочек, компактно уложенных специальным образом на борту спутника при запуске, и наполняющихся газом после выхода на орбиту. Спутник «Эхо» как раз и был таким. Поэтому пневматический каркас солнечного отражателя и был принят в качестве основного варианта. Это должны были быть оболочки в форме цилиндров, выполненные из тонкой пленки и наполняемые газом. Цилиндры должны были соединяться между собой таким образом, чтобы формировать ребра пирамиды и натягивать пленку, формирующую светоотражающие поверхности. В качестве пленки и для каркаса, и для отражателя мы решили использовать один материал — односторонне алюминизированную ПЭТ-пленку компании НИИКАМ «Плёнка металлизированная полиэтилентерефталатная ТУ 2255–21680878–001–2001» толщиной 5 мкм.
В качестве запасного варианта был принят механический каркас — упругие профили, намотанные на барабан на Земле, в космосе сматывающиеся с барабана, формирующие три ребра пирамиды и растягивающие пленку.
Следующий вопрос — как запускать космический аппарат на орбиту? Имея некоторый опыт работы в космической области, и зная сколько стоят работы по интеграции космического аппарата на борт ракеты-носителя, то есть разработке способа крепления спутника к ракете и обоснованию безопасности и надежности такого крепления, мы решили исключить хотя бы эти расходы и сделать наш аппарат в популярном во всем мире формате Cubesat. Изначально мы довольно самонадеянно предполагали поместиться в кубсат 2U, но потом поняли, что лучше ориентироваться на 3U.
Почему запустить кубсат проще, чем нестандартизированный спутник? Дело в том, что для запуска кубсатов во всем мире, в том числе и в России, было разработано большое количество пусковых контейнеров, в которые кубсаты вставляются на этапе интеграции, а потом, на орбите, выталкиваются наружу пружинами.
Поэтому если ваш аппарат помещается в контейнер, то проблема интеграции решается очень просто и дешево.
Кроме требований по габаритным размерам, формат предъявляет ряд требований ко внутреннему оборудованию спутника. Так, например, не рекомендуется ставить на борт сосуды высокого давления, токсичные и агрессивные химические вещества, взрывчатые вещества. Там же в стандарте сказано, что можно и с ними, только проблем при согласовании запуска такого опасного для попутчиков спутников будет много.
После изучения этих дополнительных требований возник вопрос, а чем наполнять полости пневматического каркаса? После изучения ограничений формата отпали широко использовавшиеся на других пневматических конструкциях газогенераторы, такие как ацетон, сжатые газы, пороховые аккумуляторы давления. В конце концов мы остановились на безвредном бикарбонате аммония, который используется в пищевой промышленности в качестве разрыхлителя теста. Его планировалось разлагать нагреванием и получать воду, аммиак и углекислый газ, наполняя этой смесью полости каркаса отражателя.
Кроме того, позже нам пришла мысль использовать этот же реагент для закрутки спутника, чтобы вращаясь как тот самый диско-шар на дискотеке, он обегал своими бликами всю видимую часть Земли. Для закрутки предполагалось использовать отдельный запас реагента, разлагать его нагреванием и выпускать продукты разложения через два сопла, которые создавали бы закручивающий момент. В ходе дальнейшей проработки решили оставить одно сопло, чтобы оно создавало момент, закручивающий по всем трем осям аппарата.
Важно отметить, что разработка «Маяка» разделялась на два крупных этапа — изделие для стратосферного полета и, после него, изделие для запуска на орбиту. Мы посчитали, что будем собирать деньги на финансирование проекта методом краудфандинга, а собрать сразу несколько миллионов рублей на орбитальный запуск маловероятно. Поэтому мы поставили перед собой более простую, полезную для общего развития проекта и, самое главное, достижимую цель — запуск «Маяка» в стратосферу с целью испытаний его в близким к космическим условиям.
Первая кампания краудфандинга
Почему именно краудфандинг? Дело в том, что команда «Селеноход» конкурса Google Lunar X PRIZE, к которой имела отношение часть команды «Маяка», активно пыталась собрать деньги для работы над своим проектом с помощью обращения в разные фонды поддержки, к различным депутатам и чиновникам различного уровня, искала, безуспешно, контакты олигархов и даже одна из первых вошла в космический кластер «Сколково». По итогам всей этой активности у меня, автора этого текста, возникло ощущение, что это не самый лучший способ получения финансирования на такой проект как «Селеноход» или «Маяк». Мы не собирались зарабатывать деньги, мы пытались привнести в мир нечто новое, частный лунный робот и спутник, сделанный руками энтузиастов космонавтики. Как мне кажется, в России сейчас есть мало желающих дать на это деньги.
Поэтому когда в начале проекта мы узнали о таком инструменте финансирования как краудфандинг, то решили воспользоваться именно им. На наш взгляд, это самый честный способ получить деньги на какое-то дело. Вы объявляете о своем проекте, объясняете в доступной форме в чем его суть, и люди, приходящие к вам, либо дают вам деньги, либо нет.
В нашем конкретном случае, мы решили собирать деньги на что-то более реальное и дешёвое, чем целый большой и дорогой космический запуск. Например, на запуск в «Маяка» в стратосферу. Там, конечно же не космическое пространство, но условия тоже достаточно суровые, и в плане перепадов температур, и в плане пониженного давления воздуха. К тому же, запуск туда стоит на порядок меньше, а значит собрать такие деньги гораздо реальнее.
Первая кампания по краудфандингу была запущена 25 июля 2014 года и успешно завершилась 03 сентября 2014, собрав 407 952 рублей. Более подробно о ходе краудфандинга будет сказано в презентации про вторую кампанию. В первой все было примерно то же, только в более мелком масштабе.
Надо сказать, что к окончанию краудфандинга энтузиазм команды угас, и она фактически разошлась. Вторая итерация команды, большая часть которой и довела проект до конца, появилась уже после краудфандинга.
Здесь следует отметить, что мы поставили себе очень оптимистичные сроки стратосферного запуска и готовности к запуску космическому — осень 2014 года и конец 2014 года. На самом деле запуск в стратосферу произошел 19 октября 2015 (!), то есть с отставанием в год, а готовность к запуску в космос мы набрали к 22 сентября 2016 года, с отставанием почти в два года!
Подготовка орбитального запуска на «Днепре»
После окончания первой кампании я начал искать информацию с способах запуска нашего будущего кубсата. Первым делом обратился к коллегам из «Спутникса», моим давним друзьям, запустившим в 2014 году первый российский частный спутник «Аврора». Запустили они его на ракете-носителе «Днепр» с помощью компании «Космотрас», поэтому знали что и как. И в разговоре выяснилось, что «Спутникс» становится продавцом мест на этой ракете в России. Коллеги составили коммерческое предложение, согласно которому запуск нашего кубсата 3U на «Днепре» стоил порядка 8 млн. рублей. К моменту, когда необходимо было заключать договор и платить первую часть денег, я уже работал в Университете машиностроения, будущем Московском Политехе, и мне удалось уговорить тогдашних руководителей заплатить первый взнос за этот пусковой контракт, 350 000 рублей.
Кроме того, я начал переговоры с известной в мире кубсатчиков голландской компанией ISIS о запуске с их помощью. Они предложили запуск на «Днепре» за 13 650 000 рублей и запуск на китайском «Великом походе» за 15 750 000 рублей. На их фоне предложение «Спутникса» выглядело чрезвычайно привлекательно.
Однако ближе к середине 2015 года стало понятно, что «Днепр» летать не будет. В таком положении он находится и по сей день. Поэтому нужно было искать еще одну возможность запуска. И тут появился «Главкосмос» и предложил бесплатный запуск!
Но вернемся обратно к техническим задачам.
Пневматический прототип отражателя
В начале осени 2014 года мы, имея ТЗ и деньги для его реализации приступили к разработке варианта «Маяка» для стратосферных испытаний. Интересных задач было множество!
Как должны быть устроены газогенераторы на бикарбонате аммония, чтобы стабильно нагревать реагент по мере его расходования, да к тому же и в невесомости?
Как правильно подавать продукты разложения в полость солнечного отражателя?
Какой формы сделать пневматический каркас отражателя?
Как сделать герметичный каркас отражателя?
Как сделать надежную электронику для управления процессом раскрытия?
Какие химические аккумуляторы использовать для питания аппаратуры?
За десять месяцев от начала практической работы мы смогли ответить на эти вопросы и множество других. К 27 июня 2015 года мы смогли создать завершенный, по нашему мнению, проект, изготовить макет «Маяка» и начали готовить его к стратосферным испытаниям, которые планировали провести 19 июля 2015 года на первой Летней космической школе.
В ходе работ выяснилось, что наша первоначальная оценка возможной длины ребра пирамиды в 7 метров была серьезно преувеличена. После практической отработки макета солнечного отражателя стало понятно, что такой объем пленки мы не сможем разместить в контейнере солнечного отражателя объемом 1U. В этот объем помещался только отражатель с ребром 3 м. Его мы и стали разрабатывать дальше.
В процессе проработки конструкции были изготовлены различные масштабные макеты солнечного отражателя — масштабный, с размером ребра каркаса 610 мм
и полноразмерный, с ребром 3 метра.
Тем не менее, эти работы не привели нас к успеху в создании действующего макета отражателя. Мы обнаружили, что достаточно герметичный каркас солнечного отражателя у нас не получается. Мы натренировались сваривать и склеивать пленку каркаса практически идеально, но созданный каркас так и не смог держать давление даже несколько часов! Попеняв в достаточной мере на собственную криворукость, мы решили обратиться за консультациями к производителю пленки, и у него выяснили, что пленка толщиной 5 мкм существенно пористая. Даже будучи склеенной идеально, она все пропускала бы воздух.
Тут можно отметить мы начали проектирование варианта аппарата для стратосферных испытаний не убедившись полностью в том, что полномасштабный солнечный отражатель работает.
Тем не менее, нужно было на защите проекта рассказать о проделанной работе, что мы и сделали 27 июня 2015 года.
Защита проекта на Digital October
Думаю, что наиболее полно состояние проекта на момент июня 2015 года отражает презентация, подготовленная для его, проекта открытой защиты и само видео нашего выступления.
Подготовка орбитального запуска при помощи «Главкосмоса»
«Главкосмос» встретился с нами в самом конце июня 2015 года, возможно, из-за нашей защиты на Digital October. «Главкосмос» — это дочерняя компания «Роскосмоса», созданная еще в 1985 году как управление в Министерстве общего машиностроения, которое занималось космонавтикой. Цель создания Главкосмоса СССР — поиск и реализации коммерческих проектов в области космонавтики. В последние годы это компания активизировалась и стала выходить на рынок коммерческих запусков, создав явную конкуренцию «Космотрасу», а в этом году и создав с ним совместное предприятие «Главкосмос Пусковые Услуги». Но это все лирика.
Когда к тебе сам приходит чиновник и предлагает бесплатно предоставить услугу стоимостью в несколько миллионов рублей, то первым делом возникает желание спросить: «А в чем подвох?». Я ждал подвоха до того самого момента, пока РН «Союз» не оторвалась от стартового комплексастола, но, кажется, подвоха не было. Мы действительно не заплатили ни копейки за запуск.
Переговоры с ними начались в самом конце июня 2015 года. Университет машиностроения отправил первое письмо о возможности запуска 3 июля 2015 года, 17 июля 2015 года отправил заполненные сертификаты о том, что собой аппарат представляет, что у него на борту нет устройств слежения за ракетой, что он не взрывоопасен и так далее. В ответ 23 июля пришло письмо что «Маяк» будет запущен попутным грузом совместно с КА «Канопус-В-ИК», причем тогда в качестве времени запуска назывался декабрь 2015 года!
После этого в наших документальных отношениях наступила пауза до февраля 2016 года, когда в «Главкосмос» стало нужно предоставить Документ контроля интерфейсов (ICD по-английски), в котором нужно было указать реальные размеры «Маяка», его массу и моменты инерции.
После этого с конца марта 2016 мы попытались добиться договора о запуске между «Главкосмосом», «Роскосмосом» или еще кем-нибудь отвественным и Университетом машиностроения. Эти переговоры тянулись год (!!!) и ни к чему не привели в итоге. К переписке подключился «Роскосмос», но и это не помогло.
Зачем вообще был нужен договор? Дело в том, что с самого начала переговоров не было понятно насколько бесплатным будет запуск. Бесплатен сам запуск или еще услуги по интеграции, услуги по доставке аппарата на Байконур? Кому и какие документы, в какой срок предоставлять? Какая ответственность сторон? Без договора все эти вопросы оставались только предметом личных договоренностей. Собственно, они таковыми и остались. В итоге, повторюсь, денег мы ни за что не заплатили, но было довольно волнительно.
Особенно волнительно было тогда, когда пришло время передать «Главкосмосу» «Маяк» для перевозки на Байконур. Мы с коллегами подготовили акты передачи, установили пломбы и датчики удара на наш чемодан со спутником, занесли номера пломб и датчиков в акт, а коллеги из «Главкосмоса» просто отказались такой акт подписывать, ссылаясь на отсутствие договора. «Просто оставьте ваш чемодан здесь», — говорили они, «потом вы увидите его на Байконуре». С «Маяком» и чемоданом ничего не случилось, но опять же, было волнительно.
Не смотря на все бумажные проблемы, работы над спутником продолжались.
Механический прототип отражателя
После защиты проекта мы начали готовиться к запуску в стратосферу, перейдя с негерметичной ПЭТ-пленки на проверенный полиэтилен.
Такой каркас гарантированно не помещался на борт кубсата 3U из-за слишком толстой пленки, которую не получалось компактно уложить. Тем не менее, такие испытания позволили бы испытать в работе все остальные элементы — реактор, подачу продуктов разложения в полость каркаса, электронику и батареи.
Однако на нашем пути встала другая проблема. Во время наземных испытаний 19 июля 2015 года выяснилось, что горячие продукты разложения бикарбоната аммония, поступающие из реактора в газообразной форме, в отражателе охлаждаются и переходят в твердую форму, не создавая давления. Это навело нас на мысль о том, что нужно отказаться от пневматического каркаса и перейти на запасной, механический вариант. Решение о разработке механического каркаса было принято 19 июля 2015 года. В итоге мы были вынуждены перенести анонсированный стратосферный запуск до окончания разработки и наземных испытаний механического каркаса отражателя.
Главный вопрос при проектировании механического каркаса отражателя — каким образом скомпоновать барабаны со смотанным профилями так, чтобы они обеспечивали формирование пирамиды и при этом занимали как можно меньше места? Напомню, что мы в качестве запасного варианта каркаса отражателя решили использовать упругие профили, в исходном состоянии намотанные на барабан, и переводящиеся в развернутое состояние с помощью привода. Нечто подобное было реализовано в проекте LightSail-1.
Сходство с LightSail-1 на лицо, но в нашей конструкции был ряд отличий. Нам нужно было формировать не плоский квадрат, а объемный тетраэдр, а кроме того, у нас не было возможности разработать специальный упругий профиль для себя. Отсутствие специального профиля заставило нас остановиться на строительных строительных рулетках. Надо сказать, что рулетки — это почти родовой признак кубсата. Они много раз использовались в качестве раскрывающихся антенн или упругих элементов.
Первый прототип нашего механического каркаса спроектировал и изготовил Глеб Лубин. Вот его внешний вид и способ работы
На одной оси, расположенной поперечно по отношению направления выпуска рулеток, размещены три барабана с намотанными на них рулетками. Концы рулеток выпущены наружу через отдельные формирователи. Каждый барабан приводится в действие своим электроприводом. Внутреннее устройство этого варианта показано на рисунках.
Второй вариант разработал Денис Ефремов. В его варианте тоже есть три барабана с рулетками, но их оси расположены с шагом в 120 градусов и перпендикулярно общему направлению раскрытия рулеток. Принцип работы и внешний вид (и внутренний тоже) показаны на видео
Оба варианта показаны на рисунке.
К стратосферным испытаниям Денисом был подготовлен вариант, больше похожий на вариант Глеба. В нем был один барабан, разделенный на три области сепараторами. Барабан приводился в движение с помощью одного электропривода. Три рулетки выходили наружу через три формирователя и вытягивали пленку из контейнера. Внешний вид варианта для стратосферных испытаний показан на рисунке.
Собранный макет «Маяка» перед стратосферными испытаниями выглядел вот так.
Части макета, снизу вверх:
- Синий блок — аккумуляторная батарея,
- Серый металлический блок — реактор,
- Черный блок с большим количеством гаек — механизм раскрытия,
- Все, что выше — контейнер с пленкой,
- Самая верхняя бежевая деталь — крышка контейнера с пленкой.
Отдельно справа лежит блок телеметрии и управления испытаниями, который должен был выдать команду на включение «Маяка» и записывать параметры его в ходе работы.
Перед рассказом о стратосферных испытаниях отмечу, что при работе над механизмами раскрытия солнечного отражателя мы опробовали на практике идею применения 3D-принтера для прототипирования узлов спутника. На стратосферном макете 3D-печать применялась ограниченно, но на следующих шагах разработки мы применяли ее гораздо шире.
Стратосферные испытания
Запуск в стратосферу состоялся 19 октября 2015 года с аэродрома «Мельница» под Переславлем-Залесским, что в Ярославской области.
В полет отправились:
- сам макет,
- блок телеметрии и управления испытаниями,
- пара видеокамер и несколько GPS-маяков, чтобы мы потом смогли найти зонд в глухих лесах Подмосковья.
В реальном космическом полете команда на включение появилась после выхода спутника из транспортно-пускового контейнера, в котором он летел на ракете-носителе, а в стратосферном испытании нужно было имитировать отжатие концевых выключателей.
В целом, полет прошел нормально, зонд поднялся в лучах закатного Солнца на высоту 20 км, и затем мягко приземлился на парашюте.
Но, к сожалению, аппаратура телеметрии и управления зависла и начала перезагружаться в процессе полета, поэтому не выдала команду на активацию спутника. Он так и приземлился, даже не начав работу.
Тем не менее, в процессе подготовки запуска мы получили много полезного опыта для разработки уже летного механизма, и аппарата в целом, и поэтому решили повторных стратосферных испытаний не проводить.
Думаю, что это тоже можно назвать недостатком нашей наземной отработке. Мы начали разработку рабочей документации на летный космический аппарат, не проведя повторно стратосферные испытания.
Разработка рабочей документации
После проведения стратосферных испытаний проект оказался в подвешенном состоянии. Деньги на продолжение работ закончились, энтузиазм угасал из-за неудачного проведения стратосферных испытаний. Тем не менее, у нас была не до конца подтвержденная договоренность о запуске с «Главкосмосом» и переговоры о запуске со «Спутниксом», так что спутник нужно было делать.
И тут появилась компания «Ялини» с предложением помочь с разработкой рабочей конструкторской документации «Маяка» в обмен на возможность установки на него своей электроники и передатчика. Мы, команда проекта при этом выступали в качестве консультантов, которые делились своим опытом и предыдущим наработками. Мы согласились работать вместе на таких условиях, но обозначили, что согласование возможности установки на борт «Маяка» радиопередатчика берет на себя «Ялини».
Забегая вперед, скажу, что именно этот момент и послужил причиной расставания нас с ними. При подаче заявки на запуск в «Роскосмос» в июне 2015 года мы писали о том, что на борту «Маяка» не будет радио. «Ялини» примерно через полгода после нашего заявления нужно было изменить в «Роскосмосе» это решение. Изменения согласовать не удалось, и примерно в январе 2016 наша договоренность фактически перестала действовать.
Тем не менее совместная работа продолжалась до июня 2016 года, когда нужно было везти на примерку макет «Маяка», на который коллеги из «Ялини» настойчиво предлагали установить несогласованные антенны. Я не мог могли пойти на такой шаг, так как подводил тем самым ректора Московского Политеха, поставившего подпись под письмом об отсутствии на борту «Маяка» передатчика. Ну и целом такой заход ставил под серьезный удар возможность запуска «Маяка» в принципе.
Но в декабре 2015 все было еще нормально и после первых встреч в том же месяце пошла разработка. Компания выделила нам четырех конструкторов, которые стали при частичной занятости заниматься проектом. Забавно, что двое из них, Родин Аюпов и Ирина Просвирина — это студенты из МГТУ им. Баумана, которые занимались у меня научно-исследовательской работой как раз по «Маяку».
В декабре 2015 и январе 2016 года активно шла разработка чертежей, 3D-моделей и электрических схем летного «Маяка». Примерно к началу февраля 2016 года был готов макет летного варианта, полностью сделанный на 3D-принтере. Тогда же начались его испытания. И как раз 1 февраля началась наша вторая кампания по сбору денег.
Результаты разработки, чертежи, 3D-модели и электрические схемы можно посмотреть здесь.
Вторая кампания краудфандинга
Наша вторая кампания крауд
