АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ РЕВЕРСИВНОГО ИНЖИНИРИНГА НАНОСПУТНИКА SIRIUSSAT В ФОРМ-ФАКТОР CANSAT

АННОТАЦИЯ

В данной статье проводится анализ актуальности данной темы, а также проблемы ее реализации. Анализ показывает, данный проект является перспективным и имеет высокую значимость в развитии космоса.

Ключевые слова наноспутники, космические технологии, реверс инжиниринг, форм-фактор.

Каждый год растет количество запускаемых различных космических аппаратов. Наноспутники это новый тренд в сфере космических технологий и совершенствуются, приобретая все большее значение в освоении космоса. Одним из таких является класс наноспутников CubeSat- это класс миниатюрных наноспутников, основанные на форм-факторе куба в которых используются готовые коммерческие компоненты (COTS) для электроники, а также конструкции. Используются данные наноспутники для экспериментов, связанных с экспериментами, которые миниатюризированы или служат целям наблюдения за Землей, а также в радиолюбительстве. Существует и более миниатюрная версия наноспутника под названием CanSat- это тип полезной нагрузки зондирующей ракеты. Для CanSat существует несколько типов полезной нагрузки:

1. Сбор барометрических данных.
2. Сбор данных посредством термометра.
3. Цифровая съемка.
4. Сбор данных с помощью ИК камеры.
5. Ретранслятор.
6. Система оповещения.
7. Составления карт рельефа с помощью лазерного сканирования.
8. Измерение сейсмической активности.
9. Обнаружение потока высокоэнергичных частиц СКЛ в околоземном космическом пространстве и измерения дозы радиации космического излучения.
10. Взятие проб воздуха.
11. Измерение влажности почвы с помощью датчиков.

Одной из главных целей разработки CanSat является обучение и вовлечение студентов вузов всех курсов в его разработку, а также школьников в данные проекты, чтобы развивать у них компетенции еще со школы или с первых лет обучения в вузе. По сути CanSat, это масштабная копия конструкции, для дальнейшего создания и пуска реального спутника или наноспутника. Весь процесс разработки наноспутника включает в себя процесс обучения, более известный как проблемное обучение, в котором обучающийся в виде конструктора решает проблемы реализации данного устройства.

Рисунок 1. Процентное соотношение миссий наноспутника формата CanSat

Спутники формата CubeSat очень редко используют в качестве исследований на борту космический летательных аппаратов, это связано с тем что малый объем корпуса не позволяет проводить качественные научные эксперименты. CanSat в плане запуска попроще, его не нужно выводить на орбиту чтобы сделать исследования, для него предусмотрены иные виды запуска, к примеру сбрасывается с вертолета или с борта самолета и т.д.

Наноспутник формата CubeSat имеет форму куба, а CanSat имеет цилиндрическую форму похожую на форму банку из-под газировки, для решения сложной конструкторской задачи потребуется: перекомпановать полностью печатные узлы, так же изменить полностью форм-фактор конструкции, провести тепловой анализ печатных узлов, так как все компоненты будут находиться более приближенно друг к другу в отличии от наноспутника формата CubeSat и разработать новую конструкцию корпуса для CanSat. Исходя из проведения анализа конструкций CanSat на просторах интернета было найдено несколько корпусов, все они из себя представляют либо обычную банку из-под газировки, в которую помещают плату со всеми компонентами, либо обычный цилиндрический корпус. В целях упрощения конструкции и для более удобной сборки данного аппарата требуется конструкция более удобная и надежная.

За основу конструкции для реинжиниринга можно использовать наноспутник SiriusSat. В ходе анализа возможности реинжиниринга наноспутника SiriusSat в форм фактор CanSat был сделан вывод, что из конструкции SiriusSat можно удалить такие компонент: солнечные батареи, счетчик Гейгера, бесколлекторные моторы. Проведенные тепловой анализ выявит тепловую нагрузку компонентов друг на друга которые используются в наноспутнике и даст понимание нужно ли делать замену комплектующих или делать конструкцию корпуса с отводом тепла извне. Проанализировав корпуса, имеющиеся на рынке было выявлено, что корпус лучше делать модульным состоящим из нескольких отсеков в каждую из которых в дальнейшем будет вставляться плата и собираться из нескольких частей в одну единую конструкции. Разработка данной модульной конструкции корпуса обеспечит: удобную сборку, высокую ремонтопригодность т надежность сборки.

Анализ показал, что наноспутники имеют высокую значимость во многих областях науки. Реверс инжиниринга наноспутника формата CubeSat в форм фактор CanSat возможен, а так же CanSat имеет массу плюсов для того чтобы этим заняться и развивать данную космическую отрасль которая в ближайшем будущем будет становится актуальнее с каждым годом. Задача реверс инжиниринга ставит массу полезных задач начиная от анализов конструкции и заканчивая разработкой корпуса, подходящего для данного форм фактора.

Список литературы:

1. «Крошечные кубсаты для исследования дальнего космоса». Space.com . 11 мая 2015 г. . Проверено 20 октября 2015 г.Крылов А. В. Элементы микроэлектроники. М.: Высшая школа, 2010. 416 с.
2. Шень А. Компоненты электронных устройств. М.: Бином, 2012. 384 с.
3. Спецификация дизайна CubeSat, ред. 13 , Программа CubeSat, Cal Poly SLO
4. Кулу, Эрик (28 августа 2020 г.). «База данных наноспутников и CubeSat» . База данных наноспутников и CubeSat . Проверено 28 августа 2021 г.