Ученые из Киевского политеха — единственные в Украине, кто создает космические спутники для исследования атмосферы. Они замахнулись на уникальный биологический эксперимент в космосе.
На столе перед молодым мужчиной три прибора. Первый внешне похож на куб высотой 10 сантиметров. Второй подобный ему, но по размерам — как два таких кубика, поставленные один на другой. Третий — еще выше, будто добавили еще один кубик. Это все украинские космические спутники, которые в последние годы полетели в космос либо скоро полетят. Точнее, не сами они, а их так называемые летные «дублеры», или прототипы.
Молодого мужчину зовут Евгений Коваленко. Еще студентом в 2009 году он присоединился к группе ученых из КПИ им. Игоря Сикорского, которые разрабатывали спутник PolyITAN-1.
«Сначала я не верил, что из этого может получиться что-нибудь, но мне было интересно попробовать», — рассказывает Евгений Коваленко, который с тех пор стал кандидатом технических наук и преподавателем Киевского политеха.
Спутник-ветеран
Он ошибался. Созданный им и его коллегами наноспутник PolyITAN-1 запустили с российского космодрома Ясный в июне 2014-го года. Он вышел на орбиту и сегодня посылает радиосигналы, которые можно услышать на Земле. Среди всех спутников такого типа он если и не рекордсмен по сроку труда, то точно один из ветеранов. Никакой конкретной полезной работы PolyITAN-1 не выполняет, этого даже не предполагалось. Он создан ради демонстрации и тестирования технологий. То есть ученые показали, что они способны создать спутник, который успешно выйдет на околоземную орбиту.
Что такое CubeSat
Никто и никогда до этого в Украине не запускал спутники стандарта CubeSat. Это особенные космические аппараты, которые имеют вид куба с ребром 10 сантиметров. Делается это для того, чтобы их можно было легко запускать партиями по несколько штук из специальных стандартных контейнеров.
В таком миниатюрном аппарате нельзя разместить много сложной аппаратуры, зато его создание и запуск стоят несравненно дешевле, чем в случае с большим спутником — примерно 180-200 тысяч евро.
Такие спутники часто создают в учебных целях в университетах, но они могут выполнять и серьезные научные и коммерческие задачи. В позапрошлом году два аппарата такого класса — ВАЛЛ·И и Ева, как их неформально называют — сопровождали американский аппарат InSight к Марсу. Этим они доказали, что такие спутники способны хорошо работать за пределами околоземного космического пространства, а не только на околоземной орбите, где их до того использовали и продолжают это делать.
В разреженном воздухе
Второй аппарат, созданный в Киевском политехе, принял участие в международном научном проекте исследования атмосферы Земли на высоте от 90 до 380 километров QB50. Кроме PolyITAN-2-SAU (так его назвали) в проекте участвовали еще несколько подобных аппаратов из разных стран. Украинский спутник в течение примерно двух лет вращался вокруг Земли, исследуя молекулярный и атомарный кислород. Его орбита снижалась, и примерно на высоте 180 километров связь с ним оборвалась. После этого, как показывают расчеты, спутник сгорел в атмосфере.
«Пожалуй, нет ни одного космического аппарата, который работал бы безупречно и без проблем, — рассказывает Евгений Коваленко. — Наш аппарат не стал исключением, но можно уверенно сказать, что свою научную миссию он выполнил».
В отличие от предшественника, второй спутник состоял из двух юнитов, или «кубиков». Также аппараты могут быть из трех стандартных «кубиков», шести или двенадцати. Это позволяет разместить на их борту дополнительное оборудование или научные приборы.
Взгляд с орбиты
Сегодня Евгений Коваленко как член научной группы из девяти человек работает над созданием третьего наноспутника. Среди всех, стоящих на столе — он именно тот, самый, состоящий из трех «кубиков». Его задача — дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), или же простыми словами — съемка поверхности Земли из космоса. На таких снимках можно увидеть состояние сельскохозяйственных угодий, вырубку лесов, скопление военной техники и многое другое. Потенциальный круг потребителей такой информации достаточно большой, но о конкретных заказах речь пока не идет.
Евгений Коваленко говорит, что по очень приблизительным оценкам стоимость третьего наноспутника вместе с запуском может составлять примерно полмиллиона евро — сумма просто мизерная для космических проектов. Впрочем, слишком велика для украинских ученых. Проект финансируется за счет нескольких источников, в том числе частных вкладов, компании Boeing и Министерства образования и науки.
Сегодня космические снимки территории Украины мы получаем с иностранных спутников на условиях их владельцев. Но пятнадцать украинских кубсатов достаточно для того, чтобы в режиме реального времени наблюдать значительную часть территории Украины.
PolyITAN-3 сейчас готов примерно на 60%. «Еще весной я готов был сказать, что запуск произойдет через год или полтора, — объясняет Евгений Коваленко. — Но в связи с пандемией все задерживается на неопределенный срок». Вероятно, что запускать третий спутник будут так же, как и второй — с борта Международной космической станции (МКС).
Биологический эксперимент
Кроме того, группа ученых из КПИ им. Игоря Сикорского разрабатывает еще два спутника формата CubeSat, но оба существуют пока как проекты. Один должен стать платформой для биологических экспериментов в космосе. Такие исследования проводили на той же МКС или на спускном лунном модуле в рамках китайской миссии Чанъэ-4, но никогда — на базе миниатюрных кубсатов. Такие эксперименты важны как с точки зрения фундаментальной науки, так и для понимания, как в будущем люди смогут выращивать пищу и генерировать кислород на космических кораблях во время длительных полетов. С помощью кубсатов их можно проводить значительно дешевле, чем в больших космических аппаратах. Руководитель научной группы Борис Рассамакин говорит, что финансирование этого проекта может обеспечить один из китайских университетов, с которым сейчас ведут переговоры.
Второй спутник создают для исследования гравитации Земли. Дело в том, что гравитационное поле вокруг планеты может меняться во времени, а очень чувствительные устройства способны зафиксировать такие изменения. С их помощью можно прогнозировать такие явления, как землетрясения или извержения вулканов.
Ученые из КПИ им. Игоря Сикорского остаются единственными в Украине, кому удалось создать наноспутники, которые успешно работают в космосе.
Дмитрий Симонов, hromadske
