Необходим для передачи сообщений между планетами. Поскольку он находится на околоземной орбите, то жители не могут наблюдать его непосредственно. Всё общение со спутником возможно только через передающие устройства связи на поверхности планеты.
Стационарная передающая станция
Позволяет отправлять сообщения на орбитальный спутник любому игроку, стоящему в радиусе 6 блоков от центра передатчика. За каждую передачу расходуется 50 единиц энергии из источника питания. Для передачи сигнала необходимо чтобы спутник находился на той же стороне планеты, что и передающая станция, а это происходит только в ночные часы. Команда /srv сообщение доступна после двух дней игры. Для передачи сигнала в любое время суток можно использовать рацию.
В сообщении указывается сервер, откуда передается сообщение и никнейм автора:
Источник: forum.minecraft-galaxy.ru
Как запустить свой спутник
КАК ЗАПУСТИТЬ СПУТНИК В МК | /minecraft
Что нужно, чтобы запустить свой собственный космический аппарат на околоземную орбиту? Кто-то скажет, что нужна ракета. В целом — верно, но если переходить от теории к практике, то чаще всего владельцу спутника для запуска в космос собственная ракета не нужна. Например, на Земле для перемещения из пункта А в пункт В не обязательно покупать автомобиль, поскольку есть такси, РЖД, «Аэрофлот»… В космонавтике точно так же есть пусковые операторы, которые уже подумали, как удовлетворить потребности всех производителей и пользователей спутников, надо лишь соблюсти формальности и технические требования.
Сейчас компании RuVDS и Orbital Express готовят к запуску малый космический аппарат OE-1 с полезной нагрузкой в виде орбитального сервера на борту. Кроме собственно технической разработки, нам предстоит прохождение всех процедур, которые должны превратить металлический каркас и несколько электронных плат в полноценный околоземный космический аппарат.
В мире есть несколько космических пусковых операторов, которые выполняют функции транспортных компаний. На некоторых направлениях они конкурируют, но где-то их интересы не пересекаются.
Так для запуска на высокую геостационарную орбиту многотонных телекоммуникационных спутников используются тяжёлые ракеты от операторов:
- SpaceX (ракеты Falcon 9, Falcon Heavy);
- ArianSpace (Ariane V);
- International Launch Services (ракеты «Протон-М», «Ангара-А5»);
- United Launch Alliance (ракеты Atlas V, Delta IV).
- SpaceX (ракета Falcon 9);
- GK Launch, они же «Главкосмос Пусковые Услуги» (ракета «Союз-2»);
- Antrix (ракеты PSLV, GSLV);
- ArianeSpace (ракеты «Союз-СТ», Vega).
Малые спутники, как правило, запускаются попутно с большими на низкую околоземную орбиту. Реже для них выделяют специальные сверхлёгкие ракеты от компаний RocketLab и Virgin Orbital. Сейчас на подходе ещё несколько новых сверхлёгких и лёгких ракет.
Как построить СПУТНИК в майнкрафте
Кроме собственно ракетных операторов, есть ещё «над-операторы», такие «космические Aviasales», которые специализируются на предоставлении как организационных и консультационных услуг, так и комплектующих для запуска, вплоть до «спутника под ключ». В мире этим занимаются компании Spaceflight, ISISpace, EXO Launch и другие. В проекте «Орбитальный сервер», часть такой работы взял на себя Orbital Express.
Для запуска нашего спутника OE-1 мы отправились к российскому оператору GK Launch. Это довольно уникальная для России компания, один из немногих успешных примеров частно-государственного партнёрства в космосе. GK Launch это дочерняя компания АО «Главкосмос», которое, в свою очередь, ответственно практически за всю коммерческую деятельность «Роскосмоса» начиная от космического туризма и заканчивая продажей календарей.
Возвращаемся к вопросу из заголовка: как же запустить спутник?
Шаг 0 . Вам нужен спутник. Можно, конечно, запустить и просто кирпич, но обычно спутники просто так не запускают, и нужно определиться с целью запуска, заказчиком и полезной нагрузкой. О том из чего состоит космический аппарат мы уже рассказывали. Если запускается спутник класса CubeSat, то надо позаботиться о транспортно-пусковом контейнере (ТПК) и его интеграторе. Сегодня в России есть всего одна такая компания Aerospace Capital, но можно воспользоваться и иностранными контейнерами.
В нашем случае мы запускаем спутник формата CubeSat размером 3U — это значит, что он будет иметь габариты примерно 10х10х30 см. Обычно транспортно-пусковые контейнеры выпускаются размерностью 6U или 12U, поэтому нам не нужен отдельный, и мы с кем-то разделим пространство в «ящике».
Шаг 1 . Подписание контракта на запуск с одним из пусковых операторов. Мы уже подписали договор на запуск с GK Launch летом 2021 года на авиасалоне МАКС.
Шаг 2 . Необходимо изготовить не только сам спутник, но и его габаритно-массовый макет. Это требуется, если по каким-то причинам спутник окажется не готов к запуску. Ситуации бывают всякие, иногда по техническим причинам, иногда по бюрократическим, а иногда даже по политическим спутники снимают с запуска за несколько недель или дней до старта ракеты.
В таком случае полетит его макет. Это происходит потому, что система управления ракеты и разгонного блока уже запрограммирована, и на определённом этапе подготовки старта переписывать уже поздно, и проще запустить «кирпич». Операторы стараются избежать засорения орбиты, поэтому стараются найти замену на освободившееся место. В крайнем случае запустят макет, но постараются его не отделять от разгонного блока (хотя не всегда получается). Если задержка произошла по объективным причинам, оператор может перенести запуск на следующую доступную ракету в рамках уже заключённого контракта.
Шаг 3 . Большинство космических аппаратов отправляют на Землю информацию по радио. Радиообмен также требует согласования. Этот вопрос владелец спутника решает самостоятельно, и в нашем случае, для вещания в радиолюбительском диапазоне, необходимы согласование и регистрация через российский Государственный комитет по радиочастотам. Если кому-то необходим другой диапазон, то тут может потребоваться согласование в Международном союзе электросвязи.
Шаг 4 . Подготовить технические требования и программу работы со своим аппаратом в Монтажно-испытательном корпусе космодрома. На космодромах всё строго с графиками работы и допусками, поэтому необходимо заранее согласовать предстартовые испытания, зарядку батарей, обновление программного обеспечения и т.п. Если этого не сделать, то на космодроме владелец спутника останется только в роли зрителя старта.
Шаг 5 . Наземные испытания и сертификация.
Пусковому оператору всё равно, что произойдёт со спутником после его успешного запуска, но очень важно его состояние во время пуска. [Напоминаем, что «пуск» — это отрыв ракеты от стартового стола, а «запуск» — отделение космического аппарата от ракеты/разгонного блока]. Главная забота пускового оператора — чтобы попутные космические аппараты не повредили другую полезную нагрузку ракеты.
Чтобы убедиться в безопасности всех запускаемых аппаратов перед стартом — их необходимо «протрясти» — провести вибродинамические испытания. Спутник проверяется на устойчивость от различных воздействий: квазистатические ускорения, случайная вибрация, синусоидальная вибрация, ударные нагрузки, акустические нагрузки. Испытывается и сам спутник и его габаритно-массовый макет.
При этом недостаточно спутник провезти в багажнике автомобиля по российским дорогам и накричать на него. В России испытания проводятся только на сертифицированных «Роскосмосом» стендах, где аппарат пройдёт испытания по всем отечественным ГОСТам. Хотя, на самом деле, для малых спутников класса CubeSat это не так критично, ведь они запускаются не в голом виде, а в транспортно-пусковых контейнерах, которые обеспечивают дополнительную защиту (прежде всего окружающих).
Шаг 6 . Разрешение Правительства РФ на запуск. Да-да, частная космонавтика — это не «заплатил и лечу куда хочу». Мировое космическое право не знает такого явления, как «частный спутник», поэтому каждое государство отвечает за каждый свой аппарат, не различая его право собственности внутри страны. Нам не требуется какая-то экзотическая орбита, поэтому такое согласование довольно формальная процедура, которую проходят все участники запуска. Формальности берёт на себя GK Launch, поскольку всем малым спутникам на борту понадобится такое согласование, и компания получает его для каждого клиента на ракете.
Шаг 7 . Примерочные испытания транспортно-пускового контейнера. Это сравнительно простая часть предстартовой подготовки: нужно поместить кубсат в ТПК, «нажать на кнопку» и убедиться, что аппарат свободно выходит из контейнера и включается по контакту отделения. Также проверяется и макет на способность покидать контейнер.
Хотя кажется, что кубсат — это простенький аппарат, но и с ним могут быть проблемы. В среде «кубсатостроителей» ходят шутки про «кубсат винтом», который получается при нарушении технологии изготовления и сборки аппарата.
После успешного прохождения примерочных испытаний, космический аппарат и его макет передаются оператору запуска — это происходит ещё в Москве. При необходимости владелец может получить доступ к своему аппарату на космодроме. Такое необходимо, например, для подзарядки батарей, переустановки программного обеспечения или работы с полезной нагрузкой. Однако, все эти работы не должны влиять на массово-инерционные характеристики, т.е. нельзя какую-нибудь деталь снять со спутника или добавить.
Шаг 8 . Предстартовый мандраж. После «упаковки» кубсатов в транспортно-пусковые контейнеры их владельцы и создатели получают возможность принять участие в традиционных «церемониях».
Как правило, GK Launch заботится не только о технической составляющей подготовки к запуску, но и о культурной. Заказчиков приглашают на Байконур или Восточный для просмотра старта ракеты, водят по местным музеям, кормят пирогами и в целом стараются сформировать положительный образ нашей космонавтики. В нарастающей мировой конкуренции пусковых операторов это важная часть борьбы за клиента и бизнес-необходимость. Даже ракету красиво покрасили.
За три дня до пуска проходит вывоз ракеты: ранним утром, в лучах прожекторов и предрассветной заре, ракета в горизонтальном положении эффектно вывозится из Монтажно-испытательного корпуса. Я дважды наблюдал подобное действо и всегда это волнительно, ведь, по сути — это рождение ракеты в её окончательном виде, как говорят в отрасли: РКН — ракеты космического назначения.
Железнодорожный состав с «новорождённым» движется со скоростью пешехода, и можно немного проводить его, но постоянно её сопровождают технические специалисты и охрана, а зрителей перевозят к стартовому столу, откуда уже можно наблюдать прибытие и вертикализацию РКН.
Для владельцев крупных спутников работа ещё не заканчивается. При наличии необходимых интерфейсов под обтекателем ракеты, они могут вести работу со своим аппаратом. Кубсаты же надёжно упакованы в ТПК и доступа к ним уже нет, их владельцам остаётся ждать запуска.
В стартовый день напряжение возрастает. Примерно за час до старта все заинтересованные участники собираются на наблюдательных площадках на безопасном расстоянии от ракеты. На Восточном это около 3-х километров, на Байконуре можно подобраться ближе. Если небо ясное, то можно в полной мере насладиться космическим действом.
Шаг 9 . Старт:
Шаг 10 . Идентификация спутника. После запуска оператор передаёт владельцам спутника телеметрию отделения: время, орбитальные параметры и положение разгонного блока в момент отделения. На этом обязательства пускового оператора заканчиваются. Но не заканчиваются обязательства владельца спутника перед государством. После кластерного запуска малых спутников на орбите оказывается целая вереница космических объектов, похожая на «паровоз Starlink».
В этой очереди каждый должен «найти себя». Каждый владелец спутника должен сообщить в «Роскосмос» орбитальные характеристики своего аппарата, а «Роскосмос» уже сам отметит его в своей базе космических объектов, и передаст информацию о нём для учёта в международных регистрах.
Службы постоянного слежения за космическим пространством есть у США и России. Американская система NORAD публикует результаты своих наблюдений в открытом доступе, и регулярно выпускает обновления, чем упрощает работу владельцам малых спутников, у которых нет возможности самостоятельно определять точные орбитальные характеристики.
После старта ракеты и отделения спутников, все их владельцы с нетерпением обновляют онлайн-страницу, где выходят сообщения NORAD. Американская система не определяет принадлежность спутников и не устанавливает с ними связь, она просто находит новые объекты на орбите, и вносит их в свой каталог. Для владельцев кубсатов эти обновления дополнительно подтверждают, что отделение спутника от ракеты прошло удачно. По каталогу сложно определить тип космического объекта, это может быть и малый спутник, и разгонный блок, и отделяемый топливный бак, и какой-нибудь элемент системы отделения ракеты (например, при запусках Starlink отваливается пара «коромысел»).
Владельцам спутников, особенно кубсатов, приходится использовать все возможности для идентификации своих аппаратов, это могут быть особенности поведения спутников, положение относительно друг друга, телеметрическая информация по радио. После подтверждения принадлежности спутника и его успешного выхода на связь, можно считать рождение нового космического аппарата состоявшимся!
В проекте «Орбитальный сервер» RuVDS и Orbital Express идут этим путём, чтобы запустить спутник OE-1 с сервером и другой полезной нагрузкой на борту. Мы будем рассказывать и показывать прохождение важных этапов, которые должны привести нас в космос.
Источник: habr.com
Как построить спутник в майнкрафт
4 октября 1957 года для человечества началась космическая эра. В этот день был запущен первый искусственный спутник Земли — советский «Спутник-1». Тысячи конструкторов, инженеров и учёных работали над этой задачей почти 10 лет. Сегодня запустить орбитальный спутник под силу даже школьникам — мы расскажем, как это сделать.
Эта статья была опубликована в журнале OYLA №8(36). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.
Зачем нужны спутники
Если хочется сделать что-то космическое, начать можно со спутников, причём небольших. Инженеры классифицируют их по весу: мини-спутники (до 500 кг), микроспутники (до 100 кг), наноспутники (до 10 кг), пикоспутники (до 1 кг) и фемтоспутники (до 100 г). Несмотря на миниатюрные размеры и вес, малые космические аппараты решают много задач, нередко дополняя большие спутники и в чём-то даже заменяя их.
Во-первых, эти малютки нужны для наблюдений за планетой и съёмок — дистанционного зондирования Земли. Во-вторых, они обеспечивают интернет в местах, где нет ретрансляционных вышек. В-третьих, на небольших спутниках испытываются новые технологии и ставятся эксперименты.
Всё это возможно благодаря относительно небольшой стоимости этих аппаратов — от пары сотен до нескольких десятков тысяч долларов. Как следствие, собственными космическими приборами обзавелись многие университеты и энтузиасты. Всего было запущено более 1823 малых спутников, 587 из них всё ещё на орбите.
Доступность
Запуск небольшого спутника не требует специальной квалификации и больших денежных затрат. К тому же можно использовать доступные технологические устройства, которые с каждым днём становятся всё более совершенными — это отлично видно, например, по мобильным телефонам. Так, на современных спутниках можно установить огромное количество датчиков и приборов, начиная с антенн и заканчивая спектрометрами.
Согласно расчётам NASA, более 95% всех объектов на околоземной орбите — это мусор. На рисунке представлена компьютерная модель его распределения.
Если вы собираетесь запустить спутник, необходимо как следует обдумать задачу, которую вы хотите решить. В интернете можно найти много организаций и энтузиастов, которые имеют нужный вам опыт и могут подсказать, как действовать. Ваша цель должна быть осуществимой и хорошо продуманной, чтобы аппарат принёс пользу, а не стал мусором на орбите. Бездумные запуски приближают так называемый синдром Кесслера — ситуацию, когда космический мусор на околоземной орбите сделает ближний космос полностью непригодным для практического использования. Феномен назван в честь консультанта NASA Дональда Кесслера, который первым описал эту проблему.
В одиночку запустить спутник будет сложно. Поэтому сразу же ищите единомышленников — можно кинуть клич в социальных сетях, на профильных форумах, в университетах, где есть аэрокосмические специальности. Существуют даже летние космические лагеря, где команда вашей мечты уже собрана в полном составе. Для создания спутника потребуются конструкторы, электронщики, программисты, специалисты по баллистике и эксперименту, который вы планируете провести на орбите. Не забудьте о менеджере — он будет взаимодействовать с предприятиями и возьмёт на себя управление проектом.
Центр управления полётами NASA. Реакция диспетчеров на успешное завершение миссии «Аполлон-11» (16–24 июля 1969 года), в ходе которой человек впервые высадился на Луну.
Техническое задание
Ни один космический аппарат не будет спроектирован, изготовлен и протестирован без технического задания. Это основной документ проекта, где описано всё: сроки выполнения, цель создания, технические требования, наполнение (полезная нагрузка), перегрузки, которые аппарат должен выдерживать, условия испытаний, материалы (они должны соответствовать стандартам), этапы выполнения работы, численные характеристики, которым должен удовлетворять спутник, распределение задач внутри команды, планы-графики и прочее. Именно этот документ вы будете показывать коллегам и представите в космическое агентство, чтобы получить разрешение на запуск.
Пришло время определиться с параметрами спутника. От того, какими будут его конфигурация и полезная нагрузка (научное наполнение), зависят форма, размер и множество иных характеристик. Для школьного или студенческого аппарата подойдёт формат наноспутника, а именно CubeSat — «кубик» размером 10 х 10 х 10 см. Прелесть кубсатов в том, что это конструктор.
Составные части — кубики — можно собирать, то есть ставить друг на друга и соединять, чтобы увеличить количество отсеков для оборудования. Таким образом, размер CubeSat напрямую зависит от объёма научных задач, которые будет решить ваш спутник.
Необходимо понимать, с какими предприятиями ракетно-космической области вам предстоит сотрудничать и кто может оказаться полезен для реализации вашего проекта. Не исключено, что построить спутник вы сможете и сами, но дальше нужно будет его испытывать и получать лицензию на запуск, поэтому придётся взаимодействовать с космическими предприятиями. Без их помощи не обойтись: необходим опытный взгляд со стороны, хороший консультант, а лучше несколько. Плюс, как уже говорилось, спутник, будучи технически сложным объектом, должен пройти ряд испытаний и согласований. А для всего этого нужна база.
Во время своей двухлетней миссии спутник NEA Scout приблизится к исследуемому астероиду на солнечном парусе
Финансирование
Создание наноспутника — дело затратное, но осуществимое. По разным оценкам, вам потребуется от 50 000 до 100 000 долларов. Необходимо изготовить корпус, купить электронные компоненты, оплатить труд специалистов. Где взять деньги? У родителей не попросишь, по друзьям такую сумму не насобираешь.
Но варианты есть.
Средняя стоимость запуска CubeSat в 2012 году оценивалась в 40 тысяч долларов. Но в то же время в рамках проектов NASA стоимость запуска может быть вдое меньше.
Если сумма не очень большая, можно запустить краудфандинговую кампанию, как сделали, например, создатели российского спутника «Маяк». Или попробовать найти инвестора и убедить его, что ваш проект классный и к тому же потенциально прибыльный. Можно подать заявку на грант от космических организаций. Можно стать исполнителем заказа частной фирмы, но для этого требуется опыт. Самый дешёвый и простой вариант — сделать спутник в образовательном учреждении, например вузе или школе, а может, вообще в лагере, где есть космическая смена.
Закупка компонентов и производство
Модульность конструкции и относительная дешевизна малых спутников вскоре сделают их запуск общедоступным развлечением. По оценкам экспертов, лет через пять — десять позволить себе спутник сможет любая школа. А через двадцать — любой человек.
Уже сейчас с мобильного телефона можно заказать все комплектующие для спутника прямо на дом. После закупки компонентов начинается основной процесс — сборка. Вам нужно арендовать помещение с оборудованием (например, фрезерными станками и 3D-принтерами).
Для этой цели подойдут фаблабы университетов, лаборатории, дедушкин гараж, в конце концов (главное — соблюдать технику безопасности!). Найдите помещение с оборудованием и собирайте спутник. Только помните: сразу несколько штук. Почему? Часть из них придёт в негодность во время испытаний.
Инженеры устанавливают датчики температуры на внутренние компоненты спутника для тестирования в полевых условиях
Получив документ, в котором написано: «Испытания успешно пройдены, можно запускать», можете приступать к поиску оператора — организации, которая выведет ваш космический аппарат на орбиту. Учтите, чем больше он весит, тем дороже процедура. Но если спутник образовательный, вы можете избежать этих расходов. У «Роскосмоса», например, есть программа, предусматривающая бесплатный запуск нескольких аппаратов, сделанных по заказу учебных заведений Российской Федерации.
Установка солнечной панели на мини-спутник Marco CubeSats
Приблизительно за месяц до старта нужно приехать на космодром, чтобы установить аппарат в контейнер. Есть два варианта выведения наноспутника на орбиту: запуском-выбросом из специального контейнера с ракеты-носителя или руками космонавтов во время работы в открытом космосе с борта МКС. Большая часть наноспутников летает на той же орбите, что и МКС (примерно 400 км, максимум 600). Хотя есть два кубсата (MarCO), которые летят к Марсу. Управляются небольшие спутники благодаря гиродинам — маховикам, применяемым для стабилизации устройства и предотвращения его закрутки.
Корректировать траекторию можно за счёт вращения спутника: своим корпусом он способен как тормозить, так и ускоряться. На больших спутниках орбиту меняют с помощью двигателей, но на малые аппараты их почти не ставят: технология миниатюрных двигателей пока не очень развита. Однако есть кубсаты, которые перемещаются за счёт холодного газа, химических реакций или электрической силы.
27 февраля 2015 года с МКС была запущена серия небольших экспериментальных спутников CubeSat. Пуск произведён с помощью специального устройства, смонтированного на японском экспериментальном модуле JEM.
Если аппарат готов, приступайте к испытаниям — от них зависит, полетит спутник в космос или нет. Обычно происходит так: вы собираете свой летательный аппарат, испытываете его, что-то ломается или обнаруживается ошибка — процесс начинается заново. Необходимо проверить, как работают все системы по отдельности и в совокупности, стоимость ошибки велика. Конструкция должна выдерживать большие перегрузки и вибрации, возникающие при выходе на орбиту. Речь не только о том, чтобы спутник не развалился, но и о том, чтобы не отошли контакты.
Японский космонавт-бортинженер Коити Ваката готовится запустить CubeSat с борта МКС
На вибрационном стенде спутник тестируют на перегрузки (как во время настоящего полёта): колебания, ускорения, удары. Затем проводят термовакуумное испытание (может длиться несколько дней): получение данных со спутника тестируют в вакууме и с перепадами температур на контактной поверхности. Параллельно можно проверить электромагнитную совместимость оборудования. Всё это очень трудоёмкие процессы. Но можно запустить спутник в стратосферу — условия там максимально приближены к космическим.
После запуска
Ракета «Минотавр-1» среди прочего доставит на орбиту 11 небольших спутников в рамках четвёртого учебного запуска по программе NASA «Наносателлит» (ELaNa)
Счастливый день настал: ракета взлетела, спутник выведен на орбиту — вас можно поздравить. Что дальше? Чтобы спутник передавал сигналы, надо выкупить определённые радиочастоты обычного УКВ-диапазона в Министерстве связи. Многие вузы в своих стенах создают центр управления полётами — специализированное помещение со множеством больших экранов и рабочими местами, где принимают сигналы аппарата.
Спутники-близнецы MarCO-A и MarCO-B будут обслуживать исследовательский посадочный аппарат с сейсмометром InSight, предназначенным для изучения строения и состава Марса
Предположим, всё идёт как нельзя лучше: спутник вышел на расчётную орбиту, стабилизировался, включился и заработал. Что делаете вы? Запрограммировав станцию на приём данных в нужное время, сидите и ждёте, когда аппарат пролетит мимо. А дальше принимаете и обрабатываете сигналы. Иными словами, команда инженеров может выдохнуть — на вахту заступают учёные.
Но это уже другая история.
Первый эстонский спутник ESTCube-1 — единственный в мире, использующий электрический парус. Стоимость аппарата составила 70 тысяч евро.
Если ваш спутник не заработал на орбите (такое тоже бывает), не грустите! Вы запустили в космос аппарат, а этим далеко не каждый может похвастаться. Нужно собрать как можно больше данных о запуске и попытаться найти причины сбоя. Ведь именно так и развивается ракетостроительная индустрия — учится на ошибках.
Материал подготовлен при участии заведующего лабораторией «Космические системы» образовательного центра «Сириус» Ивана Шекова и инженера «НПО Машиностроения» Дмитрия Галкина
Источник: www.oyla.xyz