Коробочка передач: малые спутники помогут настроить «интернет вещей»

В России разработали проект сети малых космических аппаратов для «интернета вещей». Система представляет собой группировку из 384 спутников весом до 1 кг. Они будут выведены на 16 кроссполярных орбит, что обеспечит надежную передачу сигнала на всей территории России. Затраты на разработку, изготовление и выведение в космос спутников составят порядка 680 млн рублей.

Космические «шкатулки»

В России разработали проект бюджетной космической группировки для организации устойчивой связи на труднодоступных территориях. Такая система даст возможность реализовать технологии «интернета вещей» в местах, где доступ к обычной инфраструктуре ограничен и нет возможности использовать сети мобильной связи.

Проект реализует молодая стартап-команда, которая состоит из выпускников Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана. Они предложили разместить 384 пикоспутника (аппараты массой до 1 кг) на 16 кроссполярных орбитах. Такие траектории проходят над полюсами Земли и позволяют спутникам получать данные о всей поверхности планеты. В том числе система обеспечит надежную передачу сигнала над всей территории России, включая ее полярные районы с прилегающими пространствами.

По словам разработчиков, аппараты, которые составят группировку, будут иметь габариты 100*100*38 мм. Такие прямоугольные «шкатулки» занимают 1/3 ячейки кубсата — унифицированной спутниковой платформы, предназначенной для вывода в космос небольшой полезной нагрузки.

Пикоспутники будут избавлены от избыточного функционала, что поможет существенно снизить их стоимость. Общие затраты на создание группировки, включая изготовление аппаратов, запуск их в космос и разведение по орбитам, по предварительным оценкам специалистов, составят 680 млн рублей. В настоящее время проект поддержан одним из российских венчурных фондов.

— В нашей стране есть спутники связи, однако они представляют собой громоздкие конструкции. Многие их функции не востребованы заказчиками, но за них приходится переплачивать. Мы предложили свой проект орбитальной группировки. Она состоит из значительно большего количества аппаратов, но за счет сокращения задач и, соответственно, номенклатуры бортового оборудования их размер в десятки раз меньше. Это отражается на стоимости спутников и группировки в целом, — рассказал известиям руководитель проекта Виктор Булыбенко.

Сделано в России

Специалист подчеркнул, что аппараты комплектуются оборудованием российского производства, что делает их изготовление еще более экономичным. В базовой комплектации пикоспутники будут оснащены собственными миниатюрными двигателями, блоком управления с отечественными микроконтроллерами, аккумуляторами, солнечными батареями и системами ориентации и позиционирования.

Как пояснил разработчик, для размещения группировки в космосе потребуется три-четыре запуска ракеты-носителя среднего класса. Также они могут выводиться в качестве сопутствующей полезной нагрузки.

— Силовые установки для наших аппаратов также разработаны в России. В качестве топлива они используют полиацеталь — распространенный и недорогой пластиковый материал. Под действием тепла и электрического разряда он испаряется и превращается в плазму. Она ускоряется магнитным полем и создает движущую силу, — добавил специалист.

По его словам, в качестве полезной нагрузки на спутники будут устанавливать радиочастотные приемники и передатчики, которые позволят производить обмен небольшими порциями информации с трафиком в несколько килобит в секунду. Это низкоскоростные каналы, однако они дадут возможность, к примеру, получать и транслировать телеметрию, команды управления или текстовые сообщения.

Где будет востребована группировка

Такие услуги будут востребованы, в частности, при обслуживании крупных инфраструктурных объектов, удаленных от населенных пунктов. Например, газотранспортных магистралей или линий электропередачи с датчиками, которые через спутниковую связь своевременно сообщат о неисправностях.

Аналогичными устройствами могут оснащаться научные мониторинговые станции, расположенные в труднодоступных местах. Они могут, в частности, собирать информацию о температуре, влажности и других климатических факторах и через космическую группировку передавать в центры обработки данных.

Еще одной сферой применения группировки может стать космическая поддержка отрядов беспилотных летательных аппаратов. С их помощью, к примеру, можно организовать регулярные почтовые линии или сервисы доставки в малонаселенных районах.

Другим видом полезной нагрузки для пикоспутников будут средства дистанционного зондирования земли. Такие приборы смогут в разных диапазонах электромагнитного спектра исследовать поверхность планеты. В частности, они помогут оперативно выявлять лесные пожары, изменения дрейфа морских льдов и другие внезапные изменения в природе.

На начальном этапе сеть миниатюрных космических аппаратов сможет обслуживать порядка 10 тыс. наземных терминалов. Это в том случае, если все пользователи будут по максимуму использовать все доступные каналы. В действительности такое будет маловероятно, поэтому количество абонентских точек, вероятно, будет больше. В последующем сеть будет развиваться, что позволит присоединять новых пользователей, объяснил Виктор Булыбенко.

— В мире набирает силу тенденция к уменьшению космических аппаратов. Предложенный проект укладывается в эту логику. Вместе с тем это серьезный технический вызов — как в небольшую коробочку уместить комплекс сложных бортовых систем. Ведь кроме полезной нагрузки, спутник должен иметь систему ориентации, блок управления, энергоснабжения, терморегулирования, — прокомментировал генеральный директор «Восход — космические технологии» Роман Жиц.

Если все это удастся скомпоновать, то проект будет многообещающим, подчеркнул эксперт. В дальнейшем, по мере миниатюризации приборной базы, можно будет с помощью группировки пикоспутников развивать не только интернет вещей, который требует небольших пропускных мощностей, но и другие более сложные задачи. При этом важно отметить, что аппараты строятся на доступной приборной базе, что делает проект более реализуемым.

— Спутниковый «интернет вещей» исключительно важен для огромной территории нашей страны. Космические аппараты помогут отслеживать состояние сельхозугодий, управлять инфраструктурой, контролировать транспортные маршруты и промышленные объекты. Популярность этой технологии растет, так как она снижает затраты и повышает производительность в различных отраслях. Возможно применение технологии «интернета вещей» и для военных операций, — объяснил со своей стороны генеральный директор космического стартапа «Лин Индастриал» Александр Ильин.

Он отметил, что для подтверждения работоспособности системы нужно провести комплексные испытания космических аппаратов в сборе и наземных станций. Вероятно, что итоговый вариант будет значительно отличаться от первоначального концепта. В том числе в нем может не оказаться места для двигательной установки.