Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Chasqui I - это проект наноспутника весом в один килограмм, который был запущен вручную с Международной космической станции во время выхода в открытый космос 18 августа 2014 года. [1] Концептуальный спутник был оснащен двумя камерами, видимой и инфракрасной, с помощью которых можно было делать фотографии. земли.

Chasqui I был разработан студентами Перуанского национального инженерного университета (UNI) и являлся частью образовательного проекта по приобретению опыта и способностей в разработке спутников.

Название проекта отсылает к часки , посланникам Империи инков .

Общие цели [ править ]

Возможности [ необходимы разъяснения ] UNI в области спутниковых технологий посредством проектирования, анализа, сборки, интеграции, тестирования, запуска и эксплуатации технологического наноспутника Cubesat. В планы спутника Chasqui I входило фотографирование Земли с передачей на наземную станцию.

Конкретные цели включают: [ необходима ссылка ]

  • Установите контакты и поддержку с другими университетами и / или учреждениями, участвующими в таких проектах.
  • Углубить знания в области информационных и коммуникационных технологий.
  • Руководить такими проектами в Латинской Америке.
  • Для демонстрации и проверки новых технологий.

Цели включают: [ необходима ссылка ]

  • Дизайн профиля проекта.
  • Финансирование.
  • Наращивание потенциала.
  • Реализация лаборатории.
  • Развитие проекта.
  • Интегрированное тестирование.
  • Методические рекомендации.
  • Операция

Проект [ править ]

Часки I в космосе

Наноспутников исследовательский проект Chasqui I является попыткой обеспечить Peru доступ «s в пространстве, наряду с предыдущими запускаемых спутников, и дает возможность открыть новые области применения специфики своей собственной географической и социальной реальности. Это также с академической точки зрения инструмент, который облегчает сотрудничество между различными факультетами университета, обучает студентов и преподавателей с реальным мировым опытом в области спутниковой связи, позволяя технологический прогресс в аэрокосмической отрасли в стране. Разработка малых спутников, таких как Chasqui I, открывает новые возможности доступа в космос с меньшими затратами и меньшими затратами времени на разработку. По этой причине различные университеты, компании и государственные организации мира проявляют интерес к разработкенаноспутники , позволяющие проводить эксперименты и научные миссии. Образовательные преимущества проекта можно подчеркнуть в тренировочном лагере для будущих инженеров и ученых.

Логотип Chasqui I

В рамках исследовательского проекта наноспутник Chasqui I построил миниатюрный спутник на основе технологии CubeSat , масса спутника составляет менее 1 кг, а его объем составляет до 1 литра. Перуанский регион, где используется CMOS-камера, которая пытается отличить плодородные земли от невозделываемых земель. Чтобы свести к минимуму стоимость разработки и строительства, Chasqui I был построен с использованием коммерческих компонентов . Однако сам факт использования этих компонентов в космической среде создает новые проблемы в отношении устойчивости к температуре и радиации, а также предъявляет повышенные требования в областях, связанных с резервированием.при проектировании аппаратных и программных компонентов. Кроме того, Chasqui I будет использовать любительскую радиочастоту , что сделает возможным доступ всего любительского радиосообщества по всей стране, увеличивая образовательный потенциал проекта. Проект также включает в себя создание наземной станции, которая позволяет контролировать Chasqui I, а также контролировать другие небольшие спутники университетов.

Перу отличается большим географическим разнообразием, что затрудняет постоянный мониторинг ситуации с определенными событиями, будь то природными или антропогенными, такими как постоянное таяние снега, вырубка лесов Амазонки , защита мест обитания исчезающих видов, борьба с наркотиками. терроризм , наблюдение за границами и территориальным морем, прогнозирование и смягчение последствий стихийных бедствий и т. д. Именно в этом контексте космические технологии представлены как альтернатива для решения проблем, представляющих национальный интерес. UNI со своим проектом Chasqui I предпринимает шаги в процессе решения таких проблем, как мониторинг посевов и телекоммуникации .

Проект Chasqui I, который изначально носил формирующий [ необходимо пояснение ] по своей природе, эволюционировал [ когда? ] в технологический и научный вызов для всех участников проекта. Это ожидается [ кем? ], что Chasqui I позволяет заложить основу для будущей работы в области малых спутников и, увеличивая их размер или количество, дает начало спутниковым проектам в различных категориях, в таких областях, как: связь , метеорология , дистанционное зондирование , земля. изображения , навигация и океанография.

Схема модулей развития проекта [ править ]

Краткое описание модулей развития проекта

Модули проекта [ править ]

Механическая структура - EMEC [ править ]

Смещение

Механическая структура модуля исследовательской группы (EMEC) отвечает за рассмотрение современного состояния, сравнительный анализ существующих случаев с конструкцией пикоспутника и изготовление нашей собственной модели на основе Standard Cubesat.

Внутри пикоспутника будут собраны следующие модули: централизованная информация контроля и управления (CCMI), идентификация и ориентация объекта (DCA), система управления изображениями (SIMA), контроль мощности и температуры блока (PCT) и система связи (SICOM). ).

Центральный контроль и управление информацией - CCMI [ править ]

Этот модуль управляет и отслеживает информацию из всех подсистем Chasqui I. Модуль для достижения поставленных целей должен иметь в себе процессор (называемый OBC: бортовой компьютер), который выполняет следующие функции в каждом модуле: [ необходима цитата ]

  • Камера (SIMA): регулирует захват спутниковых изображений и их сохранение во внешней памяти.
  • Attitude (DCA): заказ и подтверждение порядка стабилизации и пространственной ориентации.
  • Power (PCT): управляет и отслеживает состояние спутников физических переменных, таких как температура, напряжение и ток.
  • Наземная станция связи (SICOM) принимает заказы и отправляет информацию о данных камеры и состоянии пикоспутников.

Управляемые данные: [ необходима цитата ] Данные с камеры, обслуживание данных и команды.

Контроль мощности и температуры - PCT [ править ]

Энергетический цикл Часки I

Первая подсистема - это Power, она отвечает за прием, обработку, хранение и распределение энергии между другими подсистемами Chasqui I. Задача этой подсистемы - обеспечить подачу электроэнергии для Chasqui. Я подаю ему энергию, необходимую в нужное время.

Вторая подсистема - это Thermal Control, и он отвечает за поддержание температуры батарей и других компонентов спутника в его рабочем диапазоне, чтобы обеспечить функционирование Chasqui I. Наиболее важной задачей этой подсистемы является поддержание температуры батареи для работы в пределах своего рабочего диапазона (от 0 ° C до 20 ° C.). Сквозные обогреватели, специально разработанные и изготовленные в Национальном инженерном университете.

Обе подсистемы используются [ когда? ] спроектирован и построен в Национальном инженерном университете. [ необходима цитата ]

Система связи - SICOM [ править ]

Модуль TT&C отвечает за обеспечение средств связи между самим пиком и земной спутниковой станцией. [ необходима цитата ]

Система сбора изображений - SIMA [ править ]

SIMA

Основная цель исследовательской группы - получить фотографии Земли с Chasqui I. SIMA Модуль состоит из двух камер, видимого диапазона, а другая - ближнего инфракрасного диапазона. Цифровая информация собирается центральным модулем управления и информации управления (CCMI), а затем отправляется на земную станцию ​​(ESTER).

Кроме того, Группа отвечает за обработку цифровых изображений, полученных Chasqui I.

Системная идентификация и контроль отношения - SDCA [ править ]

Системная идентификация и контроль отношения

При необходимости SDCA поддерживает стабилизацию пикоспутника и наведение в желаемом направлении. В частности, мы можем сказать, что SDCA несет ответственность за: [ необходима цитата ]

  • Стабилизируйте пикоспутник после выхода из развертывающего устройства путем уменьшения (в пределах 0,1рад / с) и контроля их угловых скоростей.
  • Сохраняйте точность наведения в 3 градуса для фотографирования Перу и, если это технически возможно, обеспечьте широкий охват Южной Америки за счет маневров под углом 30 градусов по крену (крену) и по тангажу 30 градусов.
  • Поддерживайте менее требовательную точность наведения (например, 20 градусов), чтобы обеспечить передачу данных между пикоспутником и наземной станцией.

SDCA позволяет пикоспутнику с помощью датчиков определять его положение, вычислять поправку, необходимую для достижения желаемой ориентации, и выполнять необходимые маневры с использованием исполнительных механизмов. Система определения ориентации будет использовать магнитометры , солнечные датчики и алгоритмы определения ориентации для оценки положения и угловых скоростей . Также будет оценено использование GPS и гироскопов в качестве датчиков для определения положения. Система ориентации будет использовать электромагнитные катушки и постоянные магниты в качестве исполнительных механизмов, формируя так называемые магнитные крутящие моменты.. Электромагнитные катушки особенно важны для стабилизации пикоспутника после того, как он покидает развертывающее устройство. Включение постоянного магнита может иметь систему активно-пассивного управления. Для возможной реализации будет изучено более одного закона контроля. Также следует оценить использование магнитных материалов и гистерезисов .

Наземная станция - ESTER [ править ]

Блок-схема - ESTER

Эта подсистема не является частью самого спутника, но ее существование и работа необходимы для достижения целей Chasqui I. Набор средств беспроводной связи (радио), необходимых для связи с Chasqui I и любым спутником.

Основные функции этого модуля: [ необходима ссылка ]

  • Дальнейшие действия: радиоофоро слышит сигнал маяка или спутника о его местоположении.
  • Телеметрия: запрос переменных состояния (температура, напряжение и т. Д.) Для отслеживания и подтверждения расчета орбиты спутника .
  • Коммандос: Приказ выдвинуть спутниковую антенну ; заказать перезагрузку системы, заказать съемку и отправку фото.

Системные орбиты - СОРС [ править ]

Траектория Часки I

Модуль направлен на моделирование траекторий Chasqui I, для которого предварительно рассчитываются дифференциальные уравнения движения, а затем их решение параллельно с двумя программами: Delphi и Matlab .

Это моделирование выполняется с учетом следующих этапов: [ необходима ссылка ]

  • Рассматривая Землю как инерциальную систему отсчета , квадрупольный член гравитационного потенциала и используя второй закон Ньютона , мы получили, что уравнения движения являются нелинейными уравнениями.
  • Использование алгоритма Рунге-Кутта 4-го порядка с программой Delphi для решения уравнений движения энергии, остающейся постоянной.
  • Этап 2 был повторен с программой Matlab, и с помощью этого программного обеспечения было проведено моделирование траектории Chasqui I.

Интеграция и тестирование модулей - MIP [ править ]

MIP

Модуль направлен на сборку компонентов, разработанных различными модулями проекта, таких как электронные платы, камеры, батареи, антенны, датчики и электромагнитные катушки.

Эта цель может быть достигнута: [ необходима цитата ]

  • Оптимизация поверхностей, объемов, масс, нахождение центра тяжести, центра масс .
  • Планирование и проведение стандартизированных требований к тестированию.
  • Провести полевые испытания, запланированные в проекте.

См. Также [ править ]

  • Список CubeSats

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://www.space.com/26862-spacewalk-photos-cosmonauts-launch-peru-s satellite.html

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный инженерный университет Дом этого государственного университета, расположенный в Лиме, ​​Перу.
  • CTIC - Центр информационных и коммуникационных технологий UNI (CTIC-UNI).
  • Официальный сайт проекта Chasqui 1 Вся информация, относящаяся к проекту.