Меньше ладони: в БГУ разрабатывают мини-спутник

На рабочем столе магистранта БГУ Алексея Ильюшенко — металлический кубик размером всего пять на пять сантиметров. Трудно поверить, что этот малыш — прототип будущего покорителя орбиты, который космонавт может взять с собой просто в кармане скафандра. Уникальный пикоспутник создают на факультете радиофизики и компьютерных технологий БГУ. Новая летная модель не имеет аналогов в стране и открывает совершенно новые возможности для наших исследователей. Проектирование этого аппарата стало одним из важных научных достижений университета в год его 105-летнего юбилея.

От первого «бип-бип» до пробок на орбите Запуск университетских аппаратов — мировой тренд: на орбите уже более 800 наноспутников от 200 вузов планеты. Но у команды БГУ есть важное отличие, подчеркивает куратор проекта доцент кафедры физики и аэрокосмических технологий РФиКТ Василина Баранова: — Большинство университетов покупают готовую спутниковую платформу, а полезную нагрузку для своего эксперимента разрабатывают самостоятельно. Мы же делаем все сами: от «железа» и плат до программного обеспечения. И на каждом этапе активно участвуют студенты. Путь к карманному аппарату занял годы. Первый спутник вуза, BSUSat-1, собрали частично из готовых деталей. Зато второй — BSUSat-2, выведенный на орбиту в 2023 году вместе с 42 другими аппаратами, — стал полностью университетской разработкой.

Алексей Ильюшенко, один из главных разработчиков нового мини-аппарата шутит, что сложнейшей микроэлектроникой занимается «вечерами, за кружкой чая» — проект он совмещает с магистратурой и работой:

— Космос ошибок не прощает, и это главная сложность. Но мы поставили амбициозную задачу: сделать сверхнадежный, но при этом максимально экономичный аппарат.

Несмотря на игрушечный размер, кубик является аппаратом серьезным. Он изготовлен из прочных алюминиевых сплавов, а значит, легкий. Собирается в разы быстрее классических аппаратов. Но главное — такие крохи могут работать слаженным «роем»: пока один пикоспутник ловит космический мусор, его «коллега» контролирует датчики на орбитальной грядке с растениями, третий передает сигналы SOS из океана, а четвертый отслеживает лесные пожары. Белорусский малыш как раз станет детектором микроскопического мусора.

— Мелкие частицы с Земли не видны, но они опасны: на огромной скорости буквально выводят из строя солнечные панели больших кораблей, — объясняет Алексей. — Наш «кубик» будет ловить эти потоки. По характеру повреждений мы сможем прогнозировать срок службы батарей других спутников и моделировать их разрушение в космосе.

Это очень актуальная тема, добавляет куратор:

— Судите сами: в октябре 1957‑го первый искусственный спутник умел только подавать знаменитый сигнал «бип-бип». А сегодня на орбите настоящие пробки. Вместе с космическим мусором там кружит более 100 тысяч объектов, и около 30 тысяч из них — работающие аппараты. Посланник из кармана Запустить пикоспутник планируют в 2028 году, скорее всего, прямо с Международной космической станции. Запуск с орбиты — процесс любопытный, делится интересными деталями Василина Баранова:

— Один из способов напоминает старый кассетник: космонавт вставляет спутник в ячейку, закрывает крышку и затем пусковой механизм отправляет его в полет. Другой вариант — использовать робота-манипулятора японского модуля. Но, пожалуй, самый романтичный метод — выпустить аппарат вручную. Космонавт словно метает снаряд на уроке физкультуры — отправляет технику в путь легким движением руки прямо в открытом космосе. Главное — заранее выбрать безопасное направление, чтобы аппарат потом не догнал и не протаранил родную МКС.

Пока что аппарат дошлифовывают — от алюминиевого корпуса до тончайшей электронной начинки. Сначала создается точная копия спутника, габаритно-весовой макет (и чаще не один). Именно этого «дублера» ждет доскональная проверка на прочность. Василина Баранова показывает два внушительных агрегата в лаборатории БГУ:

— На вибростенде, например, проверяем, выдержит ли прототип старт ракеты. Это похоже на стиральную машину на бешеном отжиме. Затем аппарат отправляется в термовакуумную камеру. В космосе нет воздуха для переноса тепла, поэтому солнечная сторона раскаляется, а теневая — замерзает. Мы воссоздаем этот космический хаос при температурах от -40 до +60 градусов, чтобы убедиться, что электроника не откажет и спутник справится с экстремальными перепадами.

Настоящий летный экземпляр на этих стендах проверяют бережно, можно сказать, любя — строго в пределах рабочих нагрузок. Свой финальный предстартовый экзамен он сдаст уже на космодроме — в монтажно-испытательном корпусе перед самой установкой в ракету. Уэбб, который удивляет Конечно, мы не могли не спросить молодых ученых о внеземной жизни.

— Особый интерес вызывают спутники Юпитера и Сатурна, где под толщей льда скрыта вода, — рассказывает Алексей. — Но мне кажется, мы слишком зациклены на поиске именно землеподобных миров. Организмы, взращенные в иных условиях, могут кардинально отличаться от привычных нам.

Впрочем, даже найдя «вторую Землю», долететь до нее мы пока не сможем из-за барьера скорости света. Но наука ищет выход. Физики активно углубляются в квантовую механику. Есть гипотеза, что в будущем можно будет «сжать» само пространство или обойти барьер времени, отправив к звездам не биологические тела, а чистую информацию.

Технологии мчатся с космической скоростью, возможно, скоро нам будет это по силам, обнадеживает Алексей: — Человечество отправляет космических роботов, запускает дроны на Марсе, планирует ставить телескопы на Луне, а современный зонд и вовсе «потрогал» Солнце, измерив температуру его короны. Супертелескоп «Джеймс Уэбб» сейчас совершает революцию. Буквально недавно ученые открыли с его помощью уникальный гибрид: гигантскую звезду размером с Солнечную систему, внутри которой прячется и пожирает газ черная дыра. Могли ли мы представить такое еще десять лет назад?