Проект, получивший поддержку в рамках федерального конкурса Минобрнауки «Кадры для космоса», предполагает запуск восьми сверхмалых аппаратов. Их путь на орбиту высотой около четырехсот километров начнется внутри более крупного носителя – наноспутника формата CubeSat 3U. Эту конструкцию разработчики метафорично называют «космической матрешкой». Доставив «пассажиров» в заданную точку, носитель выпустит их в самостоятельное плавание.
Главная интрига миссии кроется в физике низких орбит. На высоте четырехсот километров еще присутствует разреженная атмосфера. Она создает силу лобового сопротивления, которая обычно считается помехой, так как постепенно сводит аппараты с орбиты. Однако самарские инженеры превратили этот недостаток в инструмент.
«Представьте, что вы бежите против сильного ветра в куртке нараспашку или же в куртке, застегнутой на все пуговицы, – в первом случае сила торможения будет больше», – поясняет Сергей Ивлев, главный конструктор группировки и аспирант кафедры динамики полета.
Изменяя ориентацию аппарата в пространстве, можно варьировать площадь его поперечного сечения. Разворачивая солнечные батареи перпендикулярно потоку, спутник увеличивает сопротивление и начинает быстрее терять скорость и высоту. Поворачиваясь узкой частью вперед, он минимизирует трение. Используя атмосферу как управляемый тормоз, рой сможет без единого грамма топлива выстроиться в идеальную геометрическую фигуру.
Для этого каждый аппарат оснащен уникальной системой ориентации весом всего сорок граммов. В этом миниатюрном корпусе размещены четыре электродвигателя с маховиками для быстрых маневров и три взаимно перпендикулярные магнитные катушки. Взаимодействуя с магнитным полем планеты, они позволяют формировать управляющий момент, задавая точное положение спутника в пространстве.
Научная новизна заключается в пассивном разведении. Традиционные методы требуют импульсных включений двигателей для расстановки аппаратов. Здесь же строй выдерживается за счет непрерывной аэродинамической коррекции. Расчеты показывают, что на формирование оптимального строя уйдет около недели. В результате над заданным регионом планеты будет постоянно находиться хотя бы один спутник из роя, обеспечивая бесперебойную фотосъемку.
Экономический эффект очевиден. Запуск целой группировки, способной решать задачи дистанционного зондирования, обойдется в стоимость вывода одного стандартного кубсата. На данный момент в лабораториях университета идет сборка аппаратов. Особенность производства – его поточный характер: элементы для всех восьми машин изготавливаются параллельно. Завершение работ и предстартовые испытания намечены на конец 2026 года. Этот проект не просто испытывает железо, он формирует новое поколение инженеров для национальной ракетно-космической отрасли.
