Научная деятельность

Основное научное направление кафедры – «Разработка методов проектирования и конструирования космических мониторинговых и транспортных систем».

Исследования ведутся в рамках одного из главных прорывных научно-исследовательских направлений Дорожной карты развития СГАУ "Космическое машиностроение".

Кроме кафедры космического машиностроения в состав структурных подразделений, реализующих задачи направления «космическое машиностроение», входят:

  • НИИ космического машиностроения;
  • НИИ системного проектирования;
  • Научно-образовательный центр «Проектирование малых космических аппаратов»;
  • Молодежный научно-инновационный центр.

Разрабатываемые проекты

  • Проектирование нового класса ракет-носителей повышенной грузоподъемности для осуществления миссий к Луне, астероидам и планетам Солнечной системы;
  • Проектирование многоразовых транспортных космических аппаратов с солнечными и ядерными электроракетными энергодвигательными установками для доставки полезных нагрузок на ГСО, орбиты спутников Луны в точки либрации;
  • Проектирование космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с оптико-электронной, радиолокационной и гиперспектральной аппаратурой (в том числе малых КА ДЗЗ, «гипер»-низкоорбитальных КА ДЗЗ);
  • Создание малых космических аппаратов научного и прикладного назначения, нано- и пикоспутников;
  • Создание околоземных космических систем ДЗЗ на основе дифракционных оптических элементов и радиолокаторов с синтезированной апертурой.
  • Разработка методов обеспечения эффективности и надежности перспективных ракет-носителей сверхтяжелого класса (масса ПН на орбите Hкр – 125-150 т, масса марсианского пилотируемого экспедиционного комплекса 350-400 т).
  • Проектирование нового поколения многоразовых космических буксиров с электроракетными двигателями и ядерной энергоустановкой для доставки полезных грузов на ГСО, пилотируемых полетов к Луне и Марсу.
  • Разработка проблемно-ориентированных компьютерных технологий синтеза проектного облика КА ДЗЗ с ОЭА, РЭА и ГСА.
  • Разработка технологии транспортировки, развертывания и управления космических информационных систем нового поколения, основанных на разворачиваемых в космосе дифракционных мембранных оптических элементах.

Nauka1

Nauka4

 

 

 

Создание группировки малых космических аппаратов АИСТ

Проект малого космического аппарата научного назначения АИСТ был инициирован группой студентов СГАУ в 2008 году. Проектные проработки проводились студентами и дипломниками СГАУ, были переданы на АО "РКЦ "Прогресс". На предприятии с участием молодых специалистов - выпускников кафедры выполнен комплекс конструкторских работ, работ по созданию малого КА, его экспериментальной отработки. В результате выполнения проекта на околоземные орбиты выведена группировка из двух малых КА "АИСТ".

Начальные параметры рабочей орбиты МКА «АИСТ» № 1 (запущен 19.04.2013):

– околокруговая НКР = 575 км;

– наклонение       i     = 64,9˚.

Начальные параметры рабочей орбиты МКА «АИСТ» № 2 (запущен 28.12.2013):

– околокруговая НКР = 625 км;

– наклонение       i     = 82,4 ˚.

Группировка малых космических аппаратов «АИСТ» на орбите:

  • срок активного существования МКА – до 3 лет;
  • Масса МКА с адаптером – 53 кг;
  • 2 приемника 145 МГц;
  • 2 передатчика 435 МГц.
AIST1 AIST2 AIST3
  Космодром Байконур 19.04.2013 г.
РН «Союз -2.1б» с КА «Бион-М»
Космодром Плесецк 28.12.2013 г.
РН «Союз – 2.1в» с БВ «Волга»

  Малый космический аппарат мониторинга Земли «АИСТ-2Д»

Развитием проекта малых КА АИСТ-2 является проект малого КА мониторинга Земли АИСТ-2Д.

Основные задачи платформы «АИСТ-2»:

  • отработка конструкции и бортовой аппаратуры малой космической платформы для МКА ДЗЗ;
  • отработка программно-технических средств малой космической платформы;
  • отработка целевой аппаратуры, наземных средств управления, приёма и обработки информации и методов обработки информации ДЗЗ с высоким разрешением и увеличенной полосой захвата;
  • отработка методов съемки в среднем, дальнем и тепловом ИК-диапазонах с использованием  микроболометрической матрицы;
  • отработка методов радиолокационного наблюдения земной поверхности и подповерхностных структур в УКВ-диапазоне частот;
  • эксплуатация комплекса научно-экспериментальной аппаратуры, разработанной СГАУ, СамГУ в интересах ракетно-космической промышленности;
  • отработка технологии оперативного сопровождения научных экспериментов в космосе с использованием инфокоммуникационных спутниковых технологий и сети ИНТЕРНЕТ на основе ГНСС «Глобалстар»;
  • отработка методов дистанционного обучения специалистов для ракетно-космической отрасли, развитие кафедры и института космического машиностроения СГАУ.

 

AIST4

 

 AIST5   AIST6

Наименование характеристики Значение
Способы выведения МКА на РН «Союз-2-1а» с БВ «Волга»

Параметры рабочей орбиты при запуске с БВ «Волга»
   – околокруговая со средней высотой, км
   – наклонение, град


510
97,4

Разрешающая способность (H = 510 км), м
– для панхроматического канала
– для мультиспектрального канала
– для аппаратуры ИК диапазона
– для радиолокационной аппаратуры

1,54
4,6
127
3-5

Полоса захвата для аппаратуры видимого диапазона, км 41,3
Полоса захвата для аппаратуры ИК-диапазона, км 48,9
Скорость передачи целевой информации, Мбит/с 64-175
Ёмкость запоминающего устройства, Гбайт не менее 32
Срок активного существования, лет не менее 3-х
Среднесуточная мощность СЭП, Вт не менее 285
Масса МКА, кг 470
Масса целевой и научной аппаратуры, кг не менее 125

Ориентация по всем каналам (3σ)
– в орбитальной системе координат
– солнечная ориентация

по углу: 10ˊ по рысканию, 30′ по крену и тангажу / по скорости ≤ 0,005 град/с
по углу ≤ 30 / по скорости ≤ 0,5 °/с

Доставка целевой информации на Землю по радиоканалу
частотный диапазон от 8,025 ГГц до 8,4 ГГц
Космодром запуска Восточный

Создание новых организационных структур

Проект создания и развития молодежного экспериментального космического конструкторского бюро на базе СГАУ.

Цель создания молодежного экспериментального космического конструкторского бюро - повышение эффективности проектно-конструкторской деятельности в части сокращения времени и ресурсов на разработку и проектирование перспективных образцов ракетно-космической техники, а также внедрения в производство новейших конструкторских разработок, технологий и решений, путем привлечения молодой талантливой активной молодежи, способной творчески мыслить и принимать нестандартные решения.

Задачи КБ:

  • проектирование новых образцов современной ракетно-космической техники на базе последних достижений в области космической науки и технологий;
  • проведение опытно-конструкторских работ по перспективным тематикам, связанным созданием космической техники;
  • внедрение передовых технологических и конструкторских решений в практическую деятельность российских предприятий ракетно-космической промышленности;
  • формирование кадрового резерва молодых высококвалифицированных инженеров-конструкторов, а также грамотных управленцев комплексными инженерно-техническими проектами.

В 2006 году в СГАУ создан Молодежный научно-инновационный центр (МНИЦ) (конструкторское бюро).

Ткаченко Иван Сергеевич
Ткаченко Иван Сергеевич,
кандидат технических наук

 

 

Создание центра превосходства по прорывному направлению научной деятельности – космическое машиностроение (центр приема и обработки информации от группировок малых, микро и нано спутников)

Планируемые научные исследования на базе центра:

  • построение 3D-моделей магнитного поля Земли на орбитах до 600 км;
  • создание пространственных карт микрометеоритной обстановки на низких околоземных орбитах;
  • навигационно-баллистическое сопровождение полета группировки малых КА;
  • исследование влияния космической радиации на процессы деградации элементов солнечных батарей на основе GaAs;
  • исследование процессов ориентации и стабилизации малых КА с помощью магнитометров.

 Планируемая результативность центра:

  • прием на стажировки и обучение иностранных магистрантов и студентов (КНР, Индия, Германия, Франция) – 10-15 чел. ежегодно;
  • доклады на международных конференция – 6-8 ежегодно;
  • публикации в международных цитируемых журналах – 5-6 ежегодно.

Компьютерные технологии создания виртуальных изделий ракетно-космической техники

Сотрудниками кафедры космического машиностроения разработан программно-аппаратный комплекс «Проектирование мониторинговых и транспортных космических систем».

Модули программно-аппаратного комплекса:

1) Программное обеспечение для выбора проектных характеристик и конструктивного облика ракет-носителей;

2) Программное обеспечение для проектирования космических аппаратов дистанционного зондирования Земли;

3) Программное обеспечение для выбора проектных характеристик электрореактивного энергодвигательного модуля низкоорбитального космического аппарата наблюдения с длительным сроком существования;

4) Программное обеспечение для проектно-баллистической оптимизации транспортных космических аппаратов;

5) Программное обеспечение для проектно-баллистической оптимизации транспортных космических аппаратов с использованием химического разгонного блока и электроракетной двигательной установки;

6) Программное обеспечение для моделирования селеноцентрического движения транспортных космических аппаратов с электроракетной двигательной установкой;

7) Программное обеспечение для моделирования орбитального движения космического аппарата.

ND 1ND 2