3 січня 2023 року відбулась важлива подія для вітчизняної космонавтики – за допомогою ракети Falcon-9 від компанії SpaceX було виведено на орбіту наносупутник PolyITAN-HP-30, який розробили науковці, викладачі і студенти Київського політехнічного інституту імені Ігоря Сікорського. Профінансовано проєкт Міністерством освіти і науки України.
KP.UA поспілкувалсь з проректором КПІ ім. Ігоря Сікорського з наукової роботи Віталієм Пасічником. Він розповів, як розроблявся супутник і які завдання матиме на орбіті.
Супутник коштує дешевше, ніж його виведення на орбіту
- Віталію Анатолійовичу, як довго працювали над створенням PolyITAN-HP-30?
- Робота над цим супутником розпочалась 2020 року. І в 2021-му основне з проєктування і виготовлення було завершено. Саме тому в назві фігурує цифра 30, бо саме до 30-річчя Незалежності України ми його зробили.
А в 2022 році ми проводили випробовування вже готового апарату. Він проходив цілу низку тестів в термовакуумній камері, проводились вібровипробування, щось доопрацьовувалося. І восени вже почали процедуру експорту до Голландії, до компанії «ISI Launch», де його завантажили в контейнер і відправили до США і ракетою Falcon-9 запустили на навколоземну орбіту.
- Яка вартість цього супутника?
- Цифри будуть приблизні. Хочу сказати, що практично всі витрати – це фінансування від МОН України. Цей проєкт ми виграли на конкурсі наукових досліджень і розробок, виграли його - отримали фінансування. Певну частину його було витрачено на закупівлю комплектуючих, тут допоміг наш спонсор – компанія «Боінг Україна». Але основна частина - це кошти МОН. Приблизна вартість апарату з розробкою і виготовленням – 50 тисяч доларів. Це не дуже багато як для космічної техніки. Виведення його в космос обійшлось дорожче, ніж він коштує.
- Наскільки було складно домовитись з компанією SpaceX про запуск супутника? І скільки коштував його запуск?
- Ми не спілкувались безпосередньо з компанією SpaceX на початковому етапі.
Є спеціалізовані компанії, які надають послуги по підготовці такого апарату для виведення в космос і його транспортування. З нами співпрацювала компанія ISI Launch Технічного університету міста Делфт. Саме вона підбирала, де вигідніше це зробити і запустити. І вона обрала компанію SpaceX і ракету Falcon-9, тому що компанія Ілона Маска пропонує прийнятні умови, з фінансової точки зору, по виведенню космічних апаратів у космос. Інші – це довше чекати і буде дорожче.
Вже потім ми спілкувались зі SpaceX безпосередньо з технічних питань. Тобто ми повинні були всі ці випробування підтвердити, що наш супутник відповідає вимогам по запуску – ми це все надавали і підписували відповідні документи. За нами була технічна частина. А організаційна була за компанією ISI Launch.
Вартість виведення нашого космічного апарату в космос приблизно 100 тисяч доларів. Всі ці витрати взяли на себе наші партнери з технічного університету міста Делфт в Нідерландах та компанія ISI Launch.
Є компанії, які зацікавлені у результатах досліджень
- Які ТТХ має PolyITAN-HP-30?
- Він має розміри 100х100х200 мм. Вага – майже 3 кг. Основне призначення – дослідження ефективності теплових труб в умовах мікрогравітації. Теплові труби є розробкою КПІ ім. Ігоря Сікорського.
Також будуть дослідження, як довго він працюватиме, зміна цих характеристик в часі. В космосі є радіація, вакуум, великі термічні напруження. Як будуть поводити себе ці конструкції, важливо для інших апаратів, щоб прогнозувати їхній ресурс.
- Яким буде результат цих досліджень?
- Основний результат – характеристика удосконалених теплових труб, які дуже швидко передають тепло. В умовах космосу це вкрай актуально. По-перше, відсутність будь-яких моторів, які займаються перекачуванням. А це надійність, компактність, маленька маса і дуже висока ефективність. Ці труби були суттєво удосконалені, на землі проводилась низка випробувань. Але тепер, щоб отримати їхні остаточні показники, треба провести, по суті, науковий експеримент у космосі.
Є вітчизняні компанії та іноземні компанії, зацікавлені у цих результатах. Але їм потрібні підтверджені показники цих теплових труб в умовах реального космосу при різних режимах.
Попередні конструкції, розроблені в КПІ ім. Ігоря Сікорського, також себе непогано зарекомендували. Вони використовувались у європейському супутнику Bird. Ці теплові труби були системою термостабілізації. І в японському зонді Hayabusa-2, який літав на астероїд Рюгу. Там також була наша система термостабілізації на основі теплових труб.
Зараз - нова конструкція, і вона стає все кращою і ефективнішою. І це дає нам нові можливості і конкурентні переваги при участі у більш великих проєктах.
- Йдемо в ногу з часом?
- Так. Сьогодні спостерігається глобальний тренд на такі маленькі супутники, які є доволі дешевими. Тобто 50 тисяч доларів - невисока ціна для космічного апарату. Вони малогабаритні, але можуть виконувати різні функції. Колись були великі телефони з малою кількістю функцій, сьогодні ми користуємось меншими смартфонами з величезною кількістю функцій. Приблизно те ж і з космічними апаратами. Не треба випускати великі апарати, які коштують мільйони. Можна запускати багато маленьких. І це одночасно вирішить проблему космічного сміття, адже великі апарати засмічують космос, особливо коли виходять з ладу і розсипаються на велику кількість маленьких частинок.
- Цей наносупутник – повністю українська розробка чи в ньому є іноземні комплектуючі?
- PolyITAN–HP–30, за винятком окремих комплектуючих, таких як сонячні панелі, повністю український – українська система живлення, українська система радіозв’язку, наша система орієнтації. Всі системи створені в нашому університеті.
В тему
Що відомо про PolyITAN-HP-30?
Це вже третій наносупутник, створений в стінах КПІ ім. Ігоря Сікорського науковою групою під керівництвом Бориса Рассамакіна. Перший з трьох було запущено в 2014 році, і він досі успішно працює на орбіті. Він виявився найживучішим серед пів сотні космічних апаратів, що були запущені того року у космос іншими державами.
У 2017 році було запущено другий PolyITAN-2-SAU, він досліджував шари атомарного кисню в космосі. Тепер запущено вже третій космічний апарат із цієї серії.
На ці дослідження покладаються великі надії, бо у разі їхнього успіху українські теплові труби стануть незамінним елементом будь-якого сучасного космічного апарату. Вони не матимуть аналогів у світі і будуть найлегшими і найефективнішими. А вага в космічних апаратах - питання найпріоритетніше, бо йде боротьба буквально за кожен зайвий грам.
Думка експерта
- Кожен запуск українського супутника в останні роки – це епохальна подія. До речі, відомі закордонні фахівці відмітили з великою повагою той факт, що за таких умов "Київська політехніка" змогла підготувати такий супутник, - говорить незалежний експерт з питань космічної діяльності Андрій Колесник.
Терморегулювання у будь-якому космічному апараті є однією з найважливіших функцій для його здатності виконувати основні завдання, оскільки потрібно підтримувати робочий діапазон температури інструментів та приладів космічного апарату для їхнього функціонування.
В умовах космічного простору, крім жорсткої космічної радіації, завжди одна сторона космічного апарату, яка повернута до сонця, перегрівається під впливом сонячних промінів до сотень градусів, тоді як інша, що знаходиться у тіні, підвергається впливу космічного холоду до -170 градусів по Цельсію. Завданням системи терморегулювання і є відвід зайвого тепла з сонячної сторони та підігрів того, що знаходиться у тіньовій частині. Від ефективності системи терморегулювання залежить життєздатність будь-якого супутника на орбіті.
Бути у цій компоненті на передових позиціях у світі, насамперед у ніші надмалих космічних апаратів, – ціль фахівців "Київської політехніки", яка потроху починає досягатися.
Декілька років тому, під час дослідження астероїду Рюгу японським космічним зондом «Хаябуса-2», подібні наробки КПІ вже зіграли ключову роль. В ході цієї місії на поверхню космічного тіла спускався маленький астероїдохід «Маскот» франко-німецької розробки, параметри терморегулювання у якого були дуже жорсткі.
На Землі було випробувано багато зразків від відомих західних фірм для забезпечення належного діапазону температур для «Маскоту» під час його майбутнього перебування на поверхні астероїду. І тільки розробка фахівців "Київської політехніки" виявилась здатною виконати непрості вимоги.
Завдяки цьому «Маскот» виконав свою місію на поверхні Рюгу – і КПІ отримав заслужену нагороду у якості міжнародного визнання.
Саме для подальшого розвитку технологій терморегулювання космічних апаратів й був розроблений та запущений на орбіту PolyiTAN-HP-30.