Студенческий микроспутник (Книга жалоб и предложений)

Ситуация такова:
Во-первых хочу сразу сказать, что это не розыгрыш, все действительно реально (http://microsat.sm.bmstu.ru). В моей незабвенной Бауманке, нашему факультету специального машиностроения, дали возможность спроектировать микроспутник и самое главное дали реальные $ на его создание и запуск (реальные в пределах разумного окончательную сумму конечно хрен кто назовет, и финансовые рамки достаточно жесткие) запуск на солнечносинхронную орбиту ессно с попуткой. на данный момент существует только предварительный т.е. эскизный проект, довольно сырой, особенно в плане создания системы ориентации и стабилизации, так же не проводились расчеты на тепло, динамические нагрузки, и большая головная боль - бортовой компьютер. Но самое главное, дали карт-бланш на создание, а остальное решим. Будем рады любым предложениям и пожеланиям, только просьба не фыркать презрительно, после первого ознакомления с материалами сайта, (грешен, я сам довольно круто прошелся по его создателям (тем более что лично с ними общаюсь уже 6 лет), после ознакомления с тем, что сделанно, потом правда остыл критиковать то легче, а вот из г%%на конфетку сделать сам попробуй). Только одна просьба - не надо предложений о том, что лучше все это вообще засунуть куда поглубже, а то денег и так нет и вообще мы все "очень бедные и кушать хотим".

P.S.
За помощь переводов почтовых по почте с нефтедолларами не обещаю :-), но место в истории Российского Микроспутникостроения Вам обеспечу, фрезой на ферме спутника и красной строкой в списке "участники в создании".

Ну так эта... гироскопическая ориентация на Солнце поворотом всей платформы, рулевой привод - на сжатом газе путем выброса рабочего тела (зимнего ТОСОЛ'а, например Ориентация антенны и фотокамер - отдельно от всей тушки, по ээ.. ну, скажем, по уровню несущей со спаренной широкоугольной антенны. СУ - на микроконтроллерах, с распаралеливанием вычислений (ну, не распаралеливанием, а резервированием). Микроконтроллеры работают на общую шину, подавая сигналы 'я жив'. Возможность перезагрузки программы контролера. Микроконтроллеры - троированы, двигатели и по возможности редукторы приводов - дублированы, на каждый двигатель - по два усилителя. Аккумуляторы - никель-кадмиевые или ионисторы. Лучше ионисторы - IMHO меньше деградируют. Основной привод - та же низкозамерзающая жидкость, выбрасываемая под давлением. Метров на 100 в секунду УИ сделать можно - а больше и не надо, лучше повыше запустить, чтобы дольше падал. Ну, можно ионник поставить, если прогнуться, обязательно с управляемым вектором тяги, чтобы можно было им и гиродинами 'балансировать' спутник. Автономную же систему контроля температуры - по схеме мост - два транзистора (если ломаться в схеме нечему, она и не сломается ). Батарейки побольше - во первых, они деградируют, во вторых, могут не открыться, в третьих, лишняя мощность еще никому не мешала.

hcube>Ну так эта... гироскопическая ориентация на Солнце поворотом всей платформы, рулевой привод - на сжатом газе путем выброса рабочего тела (зимнего ТОСОЛ'а, например Ориентация антенны и фотокамер - отдельно от всей тушки, по ээ.. ну, скажем, по уровню несущей со спаренной широкоугольной антенны. СУ - на микроконтроллерах, с распаралеливанием вычислений (ну, не распаралеливанием, а резервированием). Микроконтроллеры работают на общую шину, подавая сигналы 'я жив'. Возможность перезагрузки программы контролера. Микроконтроллеры - троированы, двигатели и по возможности редукторы приводов - дублированы, на каждый двигатель - по два усилителя. Аккумуляторы - никель-кадмиевые или ионисторы. Лучше ионисторы - IMHO меньше деградируют. Основной привод - та же низкозамерзающая жидкость, выбрасываемая под давлением. Метров на 100 в секунду УИ сделать можно - а больше и не надо, лучше повыше запустить, чтобы дольше падал. Ну, можно ионник поставить, если прогнуться, обязательно с управляемым вектором тяги, чтобы можно было им и гиродинами 'балансировать' спутник. Автономную же систему контроля температуры - по схеме мост - два транзистора (если ломаться в схеме нечему, она и не сломается ). Батарейки побольше - во первых, они деградируют, во вторых, могут не открыться, в третьих, лишняя мощность еще никому не мешала.

Во-первых спасибо за ответ
Во-вторых ионники не потянем по финансам, так как их заказывать надо не у своих шефов,а скорее всего у "Келдыша". Система ориентаци на гиродинах это первое, что и нам пришло в голову, однако после попытки прихватизировать что-нибудь готовое оказалось, что гиродины такого размера, как нам нужны в "послереформенной россии" не выпускаются, есть у знакомых, работающих за бугром в ЕКА, но тогда все деньги уйдут только на блок гиродинов. И начали мы по-моему не стого, у нас чистая копия западных платформ, ну не нравится мне эта коробка, тем более, что 3 из 4 панелей на солнечносинхронной орбите не работают.
И еще нам необходимо четкая стабилизация КАМЕРЫ, (на этой почве чуть не случилась драка) а не всей коробки. Для ее ориентации в надир достаточно гравитационной системы стабилизации, с помощью выдвижной штанги, с термокомпенсатором. При этом осуществляется ориентация с точностью до 5 градусов. А дальше на время включения камеры есть идея использования объектива с красным светофильтром как инфравертикаль, вот только чем стабилизировать? Можно в лоб - баллон с газом, простейшая ПГС, мы это клапанье и сопла у себя в лаборатории точим, единственное, что мешает это масса, еслиб этот гребаный комп с защитой весил хотя-бы 3-4 кг, то влезли бы. А то его втиснули в защитный куб с толщиной стенок 2 см. И не нравится мне эта коробка. Во-первых излишек массы, во-вторых расчет на тепло еще не производился, но и хрен он проведется, без натурной модели, кубук он и в африке кубик.

Супер, надо же, такое в России... Молодцы ребята, со счетом у нас... блин не то. Вообщем молодцы!

Вопросов несколько - какую Пн несет вашь корапь?
Какие ограничения по массе?
Какая система определения положнеия (ИКвертикаль?)
Можно ли если не поучаствовать, то хоть посмотреть на чудо?

ТАк, первые 3 вопроса снимаються, зато есть еще один - что вы собираетесь камерой снимать при точности 5 градусов? Или дополнительно наводить камеру будете? Например системой распознования образов... О кстати - можно же астрокоррекцию ввести на вашей же камере...

Ладно, предположим, у нас гравитационная стабилизация. Хотя мне такой вариант не очень нравится - большое атмосферное сопротивление спутника. Тогда спутник - это считай телескопическая штанга, внутри которой находится РЭО, а снаружи - две полоски СБ. По вертикали оно стабилизировано гравитационно. Камеру надо наводить. Идея : камеру смонтировать в одном блоке с антенной связи. Тогда остается стабилизация платформы вокруг одной оси. Еще можно дополнительно раскрутить ее гиродином (кстати гиродин, на самом-то деле - это банальный моторчик с массивным диском) и двигателями ориентации. Точнее, в этом конкретном случае это не гиродин, а силовой гироскоп. Рабочее тело двигателей - в перекладинах крепления СБ, газ для его выброса - в полых трубках каркаса. Сопла и клапанные системы - на концах помянутых штанг.
Итого - компоновка следующая - телескопическая штанга - в 'верхней' части блок гиродинов, в центре БРЭО, в самом низу аккумуляторы, и вниз выступает антенна с закрепленной перед вторым отражателем антенны на упруго-демпфирующем подвесе камера. По бокам - панели СБ с ориентацией всего спутника на Солнце 'горизонтальным гиродином'. Вот такая конструкция. Как?
Вдогонку - не стоит заморачиваться на сжатие. Современная цифровая камера за $100 УЖЕ умеет это делать. Надо только взять из нее данные по известному протоколу и переслать на Землю. Максимум - сделать помехозащищенный протокол. 10x-20x объектив я подскажу Это банальный монокуляр.
IMHO вся эта конструкция в снаряженном состояниии будет представлять собой дипломатик где-то 50-70(длина) на 20 на 40 сантиметров. Весом в 30-50 килограммов.
Кстати, может можно зайти посмотреть? Где вы обитаете, в корпусе Э? Может, даже знаете некоего Сотникова?

У-у-х однако видно по душе пришлось.

Насчет сжатия инфы с камеры - как всегда русские инженеры загнаны в, мягко говоря рамки, из-за несовершенства серийных образцов техники, поэтому пришлось сделать неприятный "финт ушами" съемка ведется в реальном времени и оснимаемая инф-я потоком сбрасывается на наземную станцию слежения. Согласен - плохо, даже хреново, но куда деваться? Данный аппарат предполагается как предварительный вариант для отработки дальнейшей микроспутниковой платформы.

Насчет того, что гравитационная стабилизация приводит к увеличению геометрических размеров аппарата, и как следствие росту аэд-кого сопротивления, однако время активного существования спутника ограничивается 1 годом, солнечносинхронная орбита (предположительно круговая) высота ее - 500..800 км.

2CaRRibean
Вопросов несколько - какую Пн несет вашь корапь?
Какие ограничения по массе?
Какая система определения положнеия (ИКвертикаль?)
Можно ли если не поучаствовать, то хоть посмотреть на чудо?

В качестве ПН выступает 3-х спектральная камера, производящая съемку земной поверхности в режиме непрерывного сканирования, в течении 2..15 минут, в зависимости от времени нахождения спутника в зоне приема. Камера разрабатывается непосредственно для данного аппарата. Вес 15 кг. Потребляемая мощность около 60 Вт.

Система стабилизации- сами хотим знать какая Пока что наворотили с избытком:
1. Звездная камера
2. Солнечный датчик
3. Магнитометр.
А насчет ИК-вертикали пока в порядке предложения. Просто есть идея использовать ПЗС матрицу в объективе для ИК-съемки в качестве ИК-вертикали, тут же вопрос - если ИК-объектив будет работать как ИК-вертикаль, можно ли параллельно использовать его по прямому назначению.

Посмотреть на электрический макет этого чуда можно у нас в МКЦ (Молодежный Космический Центр) фак.СМ МГТУ им.Баумана. или



2hcube В таком случае можно поставить скомпенсированный гироскоп, т.е. в котором 2 ротора вращаются навстручу друг другу.

Вот, вкинул для оживления дискуссии. Слушай, ты что говоришь, а? Почему гироскоп ведет себя как гироскоп? Потому что у него есть вращательный момент. Это такой вектор. А если есть ДВА одинаковых встречнонаправленных ветора - их сумма - НОЛЬ! Такой блок при поворотах будет создавать только напряжения внутри себя, снаружи он будет самой обычной железякой. Так что - 4 гиродина, под ээ... 120? В общем, в плоскостях тетраэдра.
Можно, кстати, крутить знаешь чем? Блоками солнечных батарей вместе с основанием, вот чем!
Да, и еще - может, использовать стандартную ПЗСку от той же Соньки? Спецификация на нее есть... Или дорого? Или не та облать чувствительности? Вроде, она и ИК и ультрафиолет нормально берет (монохромная имеется в виду). Флешка сейчас не проблема - можно писать сразу на нее, а потом - жать по мере возможности и скидывать так же.

hcube>[ИМГ]хттп://мицросат.см.бмсту.ру/пиц/бокс.йпг[/ИМГ][ИМГ]хттп://мицросат.см.бмсту.ру/пиц/сат02.йпг[/ИМГ]
hcube>Вот, вкинул для оживления дискуссии. Слушай, ты что говоришь, а? Почему гироскоп ведет себя как гироскоп? Потому что у него есть вращательный момент. Это такой вектор. А если есть ДВА одинаковых встречнонаправленных ветора - их сумма - НОЛЬ! Такой блок при поворотах будет создавать только напряжения внутри себя, снаружи он будет самой обычной железякой. Так что - 4 гиродина, под ээ... 120? В общем, в плоскостях тетраэдра.

Вообще-то я говорил о гиродинах,а не о стабилизирующих гироскопах. Для компенсации внешнего возмущения (поворота вокруг одной из осей) мы с помощью эл.магнитной катушки начинаем подтормаживать один из гироскопов, а сами соответственно начинаем поворачиваться.

Вдогонку - так ориентируемый он у вас или нет? Если нет - просто взять несколько тонкостенных трубок, обжать до шестиугольника, повесить на них полоски СБ. Между полосками - 'рельсы' для линейных подшипников. 4 раскладки - и получается 6-7 метровая штанга, боковая поверхность которой - СБ. Привод можно сделать вообще пружинным, он на один раз. В нижней части - антенно-приемный блок, в верхней - аккумуляторы. Можно пополам, и вообще сдублировать. Плюс - механизм переворота примерно посередине, а лучше два, в перпендикулярных плоскостях.(диски с моторчиками ). Антенна - немного направленная, в смысле - излучает приблизительно вниз, плюс-минус 30 градусов. И открытый протокол - сунул ему команду, он выдал в ответ картинку. Еще сунул - еще картинка. Всё! Ориентировать не надо, антенну наводить не надо, колебания в штанге сами затухнут...

hcube>Можно, кстати, крутить знаешь чем? Блоками солнечных батарей вместе с основанием, вот чем!


Тогда не сможет работать камера, она же у нас в режиме непрерывного сканирования работает, а так было-бы просто, магнитометр и солнечные датчики есть всегда можно знать направления снимка, но чего нет, того нет, все упирается в возможности или невозможности хранить на борту инф-ю.

hcube>Вдогонку - так ориентируемый он у вас или нет? Если нет - просто взять несколько тонкостенных трубок, обжать до шестиугольника, повесить на них полоски СБ. Между полосками - 'рельсы' для линейных подшипников. 4 раскладки - и получается 6-7 метровая штанга, боковая поверхность которой - СБ. Привод можно сделать вообще пружинным, он на один раз. В нижней части - антенно-приемный блок, в верхней - аккумуляторы. Можно пополам, и вообще сдублировать. Плюс - механизм переворота примерно посередине, а лучше два, в перпендикулярных плоскостях.(диски с моторчиками ). Антенна - немного направленная, в смысле - излучает приблизительно вниз, плюс-минус 30 градусов. И открытый протокол - сунул ему команду, он выдал в ответ картинку. Еще сунул - еще картинка. Всё! Ориентировать не надо, антенну наводить не надо, колебания в штанге сами затухнут...


Ориентируемый, только на сегодняшний момент с помощью эл.магнитных катушек, взаимодействующих с МП земли, он же у нас на солнечносинхронной орбите будет, следовательно почти вдоль силовых линий МП. А насчет плоской структуры это мысль, если можно , то набросок, хоть какой-нить, только боюсь это будет уже не рама, а пространственная ферма, с колебаниями низших тонов запаримся, но это МЫСЛЬ.

ratman>А зачем вам такой тяжелый и мощный комп ? Поставте PDA типа PalmPilot (или чуть помощнее) без экрана. На нем даже Linux бегает. Амы на Луну садились с компом слабее китайского калькулятора - и ничего Ну во первых используется уже готовый комп - промышленный с потребляемой мощностью - 2 Вт, т.к. сеансы связи получаются короткими и кратковременными, то все основное время полета на бортовой комп возлагаются функции контроля, т.к. телеметрию снимать нет возможности, а тяжелый из-за того, что орбита достаточно высокая 500..800 км, т.е. практически радиационные пояса (тем паче что орбита полярная) и следовательно необходимо ставить тяжелую защиту.А по мощности он вполне средний, на базе 386 проц.

ratman>1. Зачем вам такой тяжелый и мощный комп ? Поставте PDA типа PalmPilot (или чуть помощнее) без экрана. На нем даже Linux бегает. Амы на Луну садились с компом слабее китайского калькулятора - и ничего ratman>2. Какой у вас канал (бит/сек) ?

ratman>3. Почему у вас проблемы со scheduling'ом задач ? Памяти не хватает на сохранение результатов ? Так она нынче дешевая (и легкая).

ratman>4. Все это надо обязательно раскрутить в инете. По крайней мере в рунете... Когда у вас запуск ?


Бортовой компьютер 80386 Возможность перепрограммирования на орбите; ПЗУ 512 Кб; ОЗУ 4 Мб; Flash 32 Мб

передача данных: 8192 МГц, ОФМ, 15.36 Мб/сек

Насчет запуска незнаю, его пока создать надо. Он еще пока даже не полуфабрикат.

ratman>>3. Почему у вас проблемы со scheduling'ом задач ? Памяти не хватает на сохранение результатов ? Так она нынче дешевая (и легкая).

А так как используется стандартный компьютер, то надстроить его так просто не получится. Здесь Идеально подошел бы обычный 386 со своей мат.платой, однако нам не нужна его родная мать, так как нет надобности в большей части слотов и разъемов, к тому же потребляемая мощность 386 (обычного) порядка 20 Вт против 1,5..2 Вт у пром. модели, не проходим по энергетике.

ratman>Какой ужас Надо чтo-то придумать...Какой у него интерфейс с внешним миром ?

Черт, к сожалению незнаю, я по части железа (летающего), вообщем всего что касается самой конструкции, но вот ПО и компьютерное "железо" для меня темный лес, и эти гребаные праздники, нет мужиков чтобы спросить :-(. Завтра попытаюсь узнать, или попрошу их выложить на сайт.

ratman>Кстати, я думаю, любому производителю PDA будет очччень приятно, если на базе его PDA сделают комп для спутника ratman>Можно даже оценить степень этой приятности в вечнозеленых единицах Или в размере безвоздмездной материальной помощи.
ratman>Кроме того, они могут очень сильно помочь с раскруткой проекта.

ratman>Как вам надпись на борту спутника: "Powered by Palm V" ?
ratman> Думаю что если кто-то возьмется за это,то мы готовы хоть слово из трех букв нацарапать, только кто возьмется так раскрутить этот проект, что-бы этот "кто-то" был готов не только изготовить, но еще и заплатить за размещение своей продукции на нашем спутнике?. Ведь например на Гос.поддержку расчитывать не приходится

>>2. Почему пром386? Потому что ребята програмировать умеют только на i386 смеси команд?

вполне PocketPC на MIPS можно за 200 USD найти с экв. мощностью Pentium 200.

Компилятор с эмулятором бесплатный - на сайте мелкософта.
Библиотек свободных для него туча. Я могу поделится, пишу для таких машинок софт.

А какой температурный режим внутри ? Чем обеспечивается ?
Кстати батарейки лучше не никелевые, а литиево-полимерные.

И мощности больше и эффекта памяти нет.

fast>вполне PocketPC на MIPS можно за 200 USD найти с экв. мощностью Pentium 200.

Вы только не забывайте, что там не только и НЕ СТОЛЬКО считать надо - там УПРАВЛЯТЬ надо, а для этого необходимо СИГНАЛ получать, и реакция должна быть ГАРАНТИРОВАННАЯ ВО ВРЕМЕНИ (real time называется ). А посему нужон АЦП и ЦАП(или, строго говоря, ШИМ)- и это работа строго для ЦПС или микроконтроллеров. Могу помочь с конструированием схемы - они сейчас просты как колумбово яйцо -но програмить на Ссях будете сами Делал я один раз "матричную конструкцию" - быстро я только уставал Библиотек там тоже хватает -и не мелкосовтовских, а ГОРАЗДО серьезней fast>А какой температурный режим внутри ? Чем обеспечивается ?

Да очень серьезный вопрос!Обычно наддувают газом и принудительно его гоняют внутри, причем по стенке размещают темпдатчики и включают насосы-конвекторы по показаниям датчиков - так как одна стенка обычно горячая(со стороны Солнца), а другая(в тени)холодная. При полном затенении включают принуд-нагрев.
fast>Кстати батарейки лучше не никелевые, а литиево-полимерные.
fast>И мощности больше и эффекта памяти нет.

Хочу Вас огорчить - литий-полимерных еще НЕТ Это не более чем рекламный трюк - это литий-ионные! просто второй электрод - гелевый, с применением полимеров. А настоящие литий-полимерные используют только в спецсистемах -там их подогрев до 200 обеспечивается.
Никелевые же -весьма стабильны, удобны и т.д. - не емкостью единой С уважением,Ник

hcube>Ну так эта... СУ - на микроконтроллерах, с распаралеливанием вычислений (ну, не распаралеливанием, а резервированием). Микроконтроллеры работают на общую шину, подавая сигналы 'я жив'. Возможность перезагрузки программы контролера. Микроконтроллеры - троированы

Да - троированы - это круть На самом деле немного иначе Четыре МК(наша системка на самом деле не МК, а ЦПС содержала, ну да не суть). Три рабочих , один - резерв. Все задачи разделены на три группы
1.Критичные по мощности
2.Критичные по надежности(например доворот на Солнце -не довернул или ошибся и все собственно -батарейки сели, полет баллистический )- надо сказать, что таких участков надо. по возможности вообще избегать -напрмер батареями просто корпус оклеить 3. Не то ни сё
Первые решаются "распределением по функции с плавной деградацией" это совсем круто -но у нас получилось Т.е. каждый МК отвечает за свой участок - но любые другие, с потерей в производительности, могут его заменить.
Вторые - методом "одновременного исполнения с последующим голосованием, с исключением по контрольным значениям и включением резерва по требованию" Уфф.. Вопрос на засыпку -а КАК провести голосование? Лепить отдельное устройство? Себе дороже и оно не вечно. Поручить одному из МК? А где гарантия , что именно он не сбойнет? Решается на самом деле просто Даю наводку -резисторы не ошибаются!
Третьи - и так и сяк На них обычно просто времени не хватает Ну вот пока все.
Ник