Конструктор спутника "ОрбиКрафт"

Конструктор «ОрбиКрафт» вместе с комплексом имитаторов космической среды «Терра» является комплексом полунатурного моделирования, предназначенным для обучения школьников и студентов основам разработки, проектирования, сборки, испытаний и эксплуатации космического аппарата.

Главная особенность: вместо того, чтобы разрабатывать отдельные системы и углубляться в их детальное устройство, комплекс в целом и конструктор в частности позволяет сделать упор на системное проектирование космического аппарата в целом и быстрое получение результата - работающего прототипа.

В набор комплекса входят:

• Набор модулей для сборки функциональных макетов спутника - конструктор «ОрбиКрафт»
• Комплекс имитаторов космической среды «Терра»

Функциональный макет спутника (собираемый из конструктора «ОрбиКрафт» объект) может содержать:

• полезную нагрузку - камеру для съемки пространства вокруг себя
• центральный бортовой компьютер на основе Raspberry Pi
• систему энергопитания, включая аккумулятор, блок управления питанием
• систему передачи команд и сбора телеметрии, включая радиоприемопередатчик на борту и «Земле»
• систему определения ориентации и стабилизации, включая солнечные датчики, магнитометр и датчик угловой скорости, а также двигатель-маховик
• программное обеспечение
• набор руководств и инструкций по сборке и по использованию конструктора в составе лабораторной оснастки

Комплекс имитаторов космической среды «Терра» включает в себя:

• вращающийся глобус - имитатор Земной поверхности, имитирующий кинематику поступательного движения спутника по околоземной орбите
• прожектор - имитатор Солнца, обеспечивающий поток солнечного излучения для работы солнечных датчиков
• токовую рамку - имитатор геомагнитного поля для работы бортовой системы ориентации
• специальный струнный подвес (нить), обеспечивающий движение спутника относительно центра масс
• «Центр управления полетом», включающий наземный приемопередатчик, специальное программное обеспечение для персонального компьютера, имитирующее функционально работу настоящего Центра управления полетом космического аппарата

Функциональный макет «спутника», собранный из набора и запрограммированного пользователем, подвешивается на нити, после чего его слегка закручивают на нити и отпускают, позволяя макету совершать плоские крутильные колебательные движения.

В зависимости от решаемой спутником задачи, набора датчиков определения ориентации, состава и компоновки основных систем и полезной нагрузки, а также прошитого программного обеспечения «спутник» должен стабилизировать свое вращение на подвесе (остановиться), затем развернуться к «Земле» одной из своих боковых поверхностей и сделать фотографию заданного участка бегущей «земной» поверхности.

Вариативность задач определяется разными критериями успеха – максимальное быстродействие, различные алгоритмы наведения, точность наведения, простота и скорость реализации, минимум использованных в компоновке бортовых приборов, максимум передаваемой с борта информации и т.д.

Общий вид собранного комплекса и классическая схема установки комплекса имитаторов космической среды «Терра» и конструктора «ОрбиКрафт» в его составе.