Искусственное солнце в чистой комнате: репортаж из космической лаборатории
© Sputnik / Василий Малашенков
Подписаться
Эксклюзив
Белорусские и российские ученые работают над созданием наноспутников, которые смогут обнаруживать пожары и выполнять другие задачи.
Космонавты не отправились на Венеру в 1991 году, как хотели фантасты Стругацкие. Союз развалился, и на какое-то время о космосе многим пришлось забыть. К счастью, отрасль не умерла и обретает второе дыхание.
Некоторые прогнозы писателей-фантастов все же сбылись. Космические проекты стали обычным делом. Например, в пятиэтажном сером здании научного института почти в центре Минска ведутся разработки орбитальных аппаратов. Его связь с космосом выдает лишь параболическая антенна на крыше.
Официальное название учреждения – Объединенный институт проблем информатики (ОИПИ) Национальной академии наук Беларуси. Здесь реализуют уже пятую союзную космическую программу "Комплекс-СГ", которая была начата в 2023 году. Одним из ее итогов должно стать создание трех космических аппаратов: одного белорусского (наноспутника) и двух российских (наноспутника и аппарата побольше).
Объединенный институт проблем информатики
© Sputnik / Василий Малашенков
Вся эта орбитальная группировка предназначена для проведения космического эксперимента. В том числе ученые отработают некоторые методы получения и обработки информации непосредственно на орбите. Гарантийный срок аппаратов – один год, а эксплуатационный – три. Нужно проверить их работу на практике, а в будущем ученые Беларуси и России добьются "тиражирования" этих спутников, но это будут не полные копии предыдущих аппаратов. Разные спутники приспособят под разные задачи: от мониторинга тепловых аномалий на Земле до отслеживания космического мусора.
Как рассказал корреспонденту Sputnik исполнительный директор программы "Комплекс-СГ" Сергей Кореняко, основная цель – найти новые решения, чтобы создавать аппаратуру для малоразмерных космических спутников и их орбитальных группировок. Разрабатываются и новые технологии управления орбитальными группировками.
Чистая комната
"Надеемся, что облик белорусского аппарата мы сможем показать в октябре этого года во время IX Белорусского космического конгресса", – пояснил Кореняко.
Исполнительный директор программы "Комплекс-СГ" Сергей Кореняко
© Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси
А пока что ведутся испытания и доработки "железа" и программного обеспечения. Перед тем как отправить что-то в космос, нужно сто раз все перепроверить. Оборудование на орбите работает в очень жестких условиях: радиация, экстремально низкие и высокие температуры, необходимость тотальной экономии энергии.
Немалая часть деталей будущих космических аппаратов сейчас находится на испытаниях у российских коллег. Но и в минском институте тоже постепенно создается уникальный комплекс для апробации принятых технических решений.
Если коротко, это "чистая комната" с особым режимом допуска, который требует почти полной стерильности одежды входящих в нее. Более полное название – совместная лаборатория малых космических аппаратов. Ее создают Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси и Научно-инженерное республиканское унитарное предприятие "Геоинформационные системы" НАН Беларуси.
Стенд для калибровки солнечных датчиков
© Sputnik / Василий Малашенков
Полностью ввести в строй эту лабораторию планируют в 2027 году. Пока что в ней работает один стенд для калибровки солнечных датчиков. Если говорить простым языком, это искусственное солнце, только в миниатюре. Яркость можно настраивать переменным резистором, как звук в колонках. Фото стенда впервые публикуется в СМИ.
Готовится и стенд ориентации и стабилизации малых космических аппаратов.
Почему нужны наноспутники
"Сейчас такая тенденция, что нужно обеспечить максимально оперативное получение информации из космоса. Делать это большими аппаратами, дорогостоящими – довольно проблематично. Поэтому все идут к тому, чтобы запускать группировки небольших по размерам аппаратов", – рассказал Кореняко.
Группировки наноспутников могут составлять десятки и даже тысячи аппаратов. Как уже говорилось выше, это не будут универсальные модели, а сделанные под конкретные задачи.
Условной единицей измерения объема нано- или относительно небольшого спутника можно считать куб с ребром в 10 сантиметров. Каждый аппарат из программы "Комплекс-СГ" будет состоять из нескольких таких кубов.
Задача на орбите
"Фактически на базе наноспутников будет создаваться некая геофизическая обсерватория в космосе. Через нее можно получать информацию о космической погоде. Это будет полезно для многих. Например, для наших Белгидромета и Росгидромета", – объяснил исполнительный директор союзной программы.
Наноспутники помогут в том числе изучать ионосферу – нижняя граница которой проходит примерно в 60 километрах от поверхности Земли, а верхняя – в тысяче. Если отслеживать процессы, которые там происходят, можно получить дополнительные данные для предсказания погоды.
Также можно прогнозировать и магнитные бури, которые влияют не только на самочувствие части людей, но и на работу различных наземных приборов, систем электроснабжения.
Фото Юрия Гагарина и макет ракеты "Ангара-А5" в кабинете Сергея Кореняко
© Sputnik / Василий Малашенков
Нейросети в космосе
На заре космонавтики электроника и другая техника были на совсем другом уровне. Бортовые компьютеры отставали даже от современных стиральных машин. С запускаемых небольших спутников невозможно было автоматически делать снимки земной поверхности, не говоря уже об их обработке на орбите.
На орбиту выводили довольно большие, по нынешним меркам, аппараты. Некоторые были пилотируемыми станциями, как в проекте 1970-х "Алмаз". Космонавты проявляли фотоснимки прямо там и лучшие отправляли на Землю.
Со временем такие аппараты и автоматика становились все совершеннее. Теперь, как пояснил Sputnik заведующий лабораторией анализа биомедицинских изображений Эдуард Снежко, идет переход на новый уровень. Наноспутники конструируют так, чтобы они не только могли делать изображения и передавать их, но и частично обрабатывать снимки прямо на орбите.
"Это необходимо для экономии средств и времени. Поэтому сейчас проводятся исследования по поводу того, какие задачи можно решать сразу на орбите. То есть имея данные, полученные во время съемки, можно обрабатывать уже там – на месте, а не передавать на Землю для обработки на большие компьютеры", – объяснил ученый.
Для этого сейчас в институте "тренируют" нейросети. Идея в том, чтобы спутник, к примеру, сам распознавал по снимкам, где в лесах образовались буреломы после урагана. Другая задача – определение изменений границ водоемов. Это помогает быстро оценивать масштабы паводков и не только.
Нейросети будут работать на орбите, а пока их тренируют на Земле
© Sputnik / Василий Малашенков
Мало кто задумывается о том, что часть государственных границ проходит по рекам, по береговыми линиям других водоемов. А ведь их очертания могут меняться, что необходимо отслеживать.
В целом задача перед учеными стоит так, чтобы научить спутники "видеть" какие-то аномалии, изменения через сопоставление снимков, сделанных в разное время. Это можно использовать в самых разных сферах: например, для мониторинга лесных пожаров.
Частота съемки того или иного участка Земли будет зависеть от того, насколько велика группировка наноспутников.
Кого берут в космоинженеры
Отбор в космонавты – достаточно жесткий, в том числе по состоянию здоровья. А вот создателем спутников стать реально для более широкого круга желающих. Если коротко: для этого надо в школе хорошо учиться и знать математику с физикой.
Кореняко рассказал, что кадры для космической отрасли могут готовить в целом ряде вузов. Среди них БГУИР, БНТУ, БГТУ, а в БГУ есть даже Центр аэрокосмического образования.
"Этот центр и готовит специалистов, в том числе для нашей зарождающейся космической отрасли. Они тесно сотрудничают с нами в разработке и реализации программ Союзного государства", – отметил исполнительный директор.
В центре БГУ уже есть опыт создания и запуска своих учебных наноспутников. Есть там и своя наземная система приема данных и управления космическими аппаратам. Кореняко считает, что, в первую очередь, тем, кто хочет стать космоинженерами, надо поступать на Факультет радиофизики и компьютерных технологий БГУ и в другие указанные выше вузы. Так что программа действий для будущих сотрудников космической отрасли вполне понятна.
Трансфер технологий
Для космической отрасли всегда нужны новые решения, материалы и разработки. Это, конечно, помогает развивать самые разные направления в прикладной науке и в промышленности.
"Развитие космической отрасли, союзные программы в этой сфере – это своего рода локомотив для развития смежных отраслей. Нам нужны новые материалы, новые смазки, новые покрытия и элементная база", – отметил исполнительный директор союзной программы.
Для Беларуси и России космос – это еще и взаимный трансфер технологий.
"Мы давно сотрудничаем с нашими российскими партнерами. Обменяемся соответствующей информацией. То, что создано в рамках белорусской части союзных программ, можно использовать в интересах российской стороны и наоборот", – рассказал Кореняко.
Такой обмен был и раньше, в советское время. В полной мере он возобновился примерно в 1999 году. По мнению Кореняко, сейчас сотрудничество уже превосходит то, что было при СССР.
Делегация представителей белорусских предприятий и научных учреждений в российском космическом институте НПП ВНИИЭМ (Москва)
© Объединенный институт проблем информатики
"Эта кооперация, это взаимное дополнение друг друга повышают качество научно-технической продукции. Также мы максимально используем профессиональные и производственные заделы, которые есть у каждой страны", – резюмировал Кореняко.
Самые интересные и важные новости ищите в нашем Telegram-канале и Viber. Также следите за нами в Дзен!
