Стратосферный спутник

Команда КРАБИК

Наша команда

Макаров Илья

Инженер-конструктор
Анастасия Седова

Инженер-электронщик
Копылов Артем

Программист
Остапенко Александр

Наставник

Актуальность

На сегодняшний день ведётся работа над космическими теплицами, которые бы могли снабжать космонавтов на орбите свежей растительной едой. Чтобы их разработать, необходимо знать, какие внешние характеристики наиболее эффективно способны продлить жизнь растениям в неизбежных во время космического полёта критических условиях. На данный момент каждый год проводится Всероссийская программа «Стратосферный спутник», которая дает ученикам и студентам возможность запустить собственный спутник.

Таким образом

Цель проекта: создание и запуск спутника формата кубсат 3U в стратосферу с целью исследования эффективности внешних факторов, влияющих на жизнедеятельность растений в космическом пространстве.

Проблема

На МКС космонавты достаточно редко могут есть обычные овощи и фрукты, так как они имеют очень короткий срок хранения, а поставки еды происходят всего лишь 3-5 раз в год.

Стейкхолдеры

Роскосмос
Кванториум
Воздушно-инженерная школа
Стратосферный спутник

Этапы и задачи

Подготовительный
(01.09.2023 до 09.01.24)

✔Продумать жизнь растений в другой среде обитания
✔Разработать конструкцию спутника
✔Сделать 3D-модель спутника
✔Подобрать компоненты электронной системы

Основной
(10.01.24 до 01.06.24)

✔Запрограммировать все датчики
✔Написать общий код
✔Провести испытания спутника

Заключительный
(02.06.24 до 30.06.24)

✔Проанализировать результаты
✔Доработать спутник
✔Запустить спутник в стратосферу

Экономика проекта

Структурная схема

ВМР-180: датчик, который измеряет атмосферное давление и температуру.
Датчик освещенности: измеряет освещенность внутри теплиц.
Бортовой компьютер: Управляет функциями и операциями спутника.
Система связи: Обеспечивает коммуникацию спутника с земной станцией или другими спутниками.
СЭП (система энергопитания): Поставляет электроэнергию спутнику.
Антенна: Используется для передачи и приема радиосигналов.
Нагреватель: вырабатывает тепловую энергию.
Светодиодная лента: Используется для имитация солнечного света.

Прошлый опыт

В 2023 году был запущен спутник CubeSat 1U с посевным горохом в стратосферу без поддержания земных условий внутри теплиц. Некоторые ростки выжили, но ослабли. В 2024 году проводилось исследование влияния внешних факторов на растения в космосе для улучшения условий выращивания на космических станциях.

ЭКСПЕРИМЕНТ

В ходе эксперимента большая часть ростков гороха смогла продолжить жизнедеятельность на земле. На рисунке 1 видно, что внутри теплицы, где предполагалась поддержание температуры, наблюдались ее колебания в диапазоне от 35 °C до –2 °C. Установленная цель по поддержанию оптимального температурного режима в теплицах не была достигнута. При этом показатели освещённости оставались стабильными и соответствовали норме, что свидетельствует о нормальной работе соответствующей системы.

На данном графике можно заметить, что с течением времени температура внутри спутника менялось, хотя по концепции эксперимента она должна оставаться постоянной. Это связано с некорректной работой системы поддержания температуры во время полета, поскольку внутри спутника не была организована должная герметичность

Рисунок 1 - График зависимости температуры от высоты внутри спутника

Анализируя данный график следует отметить, что освещенность во время всего полета во второй теплице оставалась постоянной, что соответствует концепции эксперимента.

Рисунок 2 - График зависимости освещенности от времени

Вследствие перегрева бортового компьютера (БК) были искажены данные вне спутника во время всего полёта, что наглядно отражено на рисунке 4 и 5. На высоте 20 км от земли температура не должна составлять более 30 градусов, исходя из справочной информации. Причиной перегрева БК стала передающая информацию антенна, которая из-за некорректной работы грелась больше, чем ожидалось. Поскольку находилась антенна рядом с датчиком температуры, ее перегрев повлиял на полученные данные.

Рисунок 3 - График зависимости температуры от времени снаружи спутника

Имеющиеся результаты

В результате запуска, телеметрия отработала исправно, а образец растения продолжил жизнедеятельность после прилета, однако системы контроля климата отработала не корректно, что не позволило создать оптимальные условия для роста растений. Чтобы решить эту проблему следует дополнительно использовать силиконовый клей, для обеспечения герметичности. Тем не менее, эксперимент подтвердил перспективность гороха посевного как культуры для выращивания в космосе и выявил необходимость совершенствования конструкции теплиц для обеспечения стабильных условий в будущих исследованиях.

89234179948
makarov.ilya2006@mail.ru