Створення та дослідження характеристик університетського наносупутника формату CubeSat для дистанційних спостережень Землі
| dc.contributor.advisor | Рассамакін, Б. М. | |
| dc.contributor.department | Кафедра атомних електричних станцій і інженерної теплофізики | uk |
| dc.contributor.faculty | Теплоенергетичний факультет | uk |
| dc.contributor.researchgrantor | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.date.accessioned | 2020-04-06T18:33:01Z | |
| dc.date.available | 2020-04-06T18:33:01Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description.abstracten | The work is devoted to the creation of a nanosatellite (CdS) format Cubesat, 3U by developing, modeling and researching efficient service subsystems to provide a payload - an optoelectronic scanner with a capability of shooting in the range of up to 30 m when it operates in orbit at altitudes up to 700 km. The above works are carried out by the students of the undergraduate, postgraduate students and research staff of the following faculties: TEF, PTF, FEL, FAA, PBF and MMI, as well as attract specialists of PJSC "Pivdenne" (Dnipropetrovsk) as consultants. Within the framework of the work carried out: development of the design of a nanosatellite with the use of cellular panel heat shields, thermal regulation coatings and a miniature pipe in order to completely exclude energy costs to ensure optimal thermal mode of operation of the satellite equipment; development of a payload - an opto-electronic scanner; development of the subsystem of radio communication with a high-speed channel (up to 800 Kb / s) "Bort-Land" and carrying out of experimental ground tests. A number of applied theoretical problems concerning the development of a perspective class of space optoelectronic systems (EOS) of remote sensing of the Earth (RSZ) of the visible range of the spectrum are solved in this work. Within the framework of the work, the substantiation of the composition of the subsystem radio communication of the nanosatellite with the high-speed channel (up to 800 Kb / s) "Bort-Land", the development of the principle of its construction, as well as software development. The physical and technical bases of work were created and new structural and technological solutions for the production of solar cells with silicon photodetectors were proposed. The physical and technical bases of technologies using nanocrystalline silicon have been developed and tested, in order to increase the operational characteristics of photo receivers and improve radiation stability. The subject of work for today is relevant in the world and is aimed at the use of nanosatellites in the Cubesat format for the remote study of the Earth and its atmosphere. In this work, the accuracy of positioning in orbit up to 5 m and the shooting of the Earth's surface with the ability to 30 m with a mass of a nanosatellite up to 5 kg is obtained, which corresponds to the level of world analogues. The object of research and development is a nanosatellite (hereinafter referred to as NA) format 3 U CubeSat, including the design of the backbone and skeleton of solar panels, an optoelectronic scanner, the process of formation of information in the space television camera, high-speed radio and receiver signals from international satellite navigation systems. Subject of research and development are: - methods and methods for minimizing the mass-dimensional parameters of nanosatellite structures, methods for optimizing the formation of raw data for the cyclograms of the work of the systems of the National Assembly, taking into account energy constraints for each of the subsystems of the electronic platform, and means for maximizing the energy reserve of the nanosatellite, which will increase the resource of its operation in orbit, - circuit design and design solutions of the on-board television camera to provide a given spatial and energy separation, - circuit solutions for optical systems of the scanner and on-board receiver-transmitter of the radio communication channel, - navigation subsystem for the NA in the near-Earth orbit with the receiver GPS / GLONASS, the subsystem of the orientation of the National Assembly, - subsystem of high-speed communication with the ground station with the AX.25 and FSK modulation data exchange format. | uk |
| dc.description.abstractru | Работа посвящена созданию наноспутника (НС) формата Cubesat, 3U путем разработки, моделирования и исследования эффективных служебных подсистем к обеспечению полезной нагрузки - оптико-электронного сканера с разрешением съемки в диапазоне до 30 м при функционировании его на орбите при высоте до 700 км. Вышеуказанные работы выполняются силами студентов, магистрантов, аспирантов и научных сотрудников следующих факультетов: ТЭФ, РТФ, ФЭЛ, ФЭА, ПСФ и ММИ, а также привлечь специалистов ГКБ "Южное" (г.. Днепропетровск) в качестве консультантов. В рамках работы проведены: разработку конструкции наноспутника с использованием сотовых-панельных теплозащитных экранов, терморегулирующий покрытий и минитепловои трубы с целью полного исключения затрат энергии на обеспечение оптимального теплового режима работы оборудования спутника; разработку полезной нагрузки - оптико-электронного сканера; разработку подсистемы радиосвязи с высокоскоростным каналом (до 800 Кб / с) «Борт-Земля» и проведения экспериментальных наземных испытаний. В работе решаются ряд прикладных теоретических задач, касающихся разработки перспективного класса космических оптико-электронных систем (ОЭС) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) видимого диапазона спектра. В рамках работы выполнены обоснования состава подсистемы радиосвязи наноспутника с высокоскоростным каналом (до 800 Кб / с) «Борт-Земля», разработка принципа ее построения, а также разработка программного обеспечения. Созданные физико-технические основы работы и предложены новые конструктивно-технологические решения изготовления солнечных батарей с кремниевыми фотоприемниками. Разработаны и апробированы физико-технические основы технологий с использованием нанокристаллического кремния, с целью повышения эксплуатационных характеристик фото приемников и улучшения радиационной их устойчивости. Тематика работы на сегодняшний день является актуальной в мире и направлена на использование наноспутников формата Cubesat для дистанционного исследования Земли и ее атмосферы. В работе получена точность позиционирования на орбите до 5 м и съемки поверхности Земли с разрешением до 30 м при массе наноспутника до 5 кг, что соответствует уровню мировых аналогов. Объект исследования и разработки - наноспутник (далее по тексту НС) формата 3 U CubeSat, в том числе конструкция остова и каркаса солнечных батарей, оптико-электронный сканер, процесс формирования информации в космической телевизионной камере, высокоскоростной радиоканал и приемник сигналов от международных спутниковых систем навигации. Предмет исследования и разработки являются: - методы и способы минимизации массо-габаритных параметров конструкций наноспутников, методы оптимизации формирования исходных данных для циклограмм работы систем НС с учетом ограничений по энергии для каждой из подсистем электронной платформы и средства для максимизации запаса энергии наноспутника, что позволит увеличить ресурс функционирования его на орбите, - схемотехнические и конструктивные решения бортовой телевизионной камеры для обеспечения заданного пространственного и энергетического разрешения, - схемные решения оптических систем сканера и бортового приемного передатчика канала радиосвязи, - подсистема навигации для ЧС на околоземной орбите с приемником GPS / ГЛОНАСС, подсистема ориентации НС, - подсистема высокоскоростной связи НС с наземной станцией по формату обмена данными AX.25 и FSK модуляцией. | uk |
| dc.description.abstractuk | Робота присвячена створенню наносупутника (НС) формату Cubesat, 3U шляхом розробки, моделювання та дослідження ефективних службових підсистем до забезпечення корисного навантаження - оптико-електронного сканера зі здатністю зйомки в діапазоні до 30 м при функціонуванні його на орбіті при висоті до 700 км. Вищевказані роботи виконуються силами студентів, магістрантів, аспірантів та наукових співробітників наступних факультетів: ТЕФ, РТФ, ФЕЛ, ФЕА, ПБФ та ММІ, а також залучити спеціалістів ДКБ „Південне” (м. Дніпропетровськ) у якості консультантів. В рамках роботи проведено: розробку конструкції наносупутника з використанням стільниково-панельних теплозахисних екранів, терморегулюючих покриттів та мінітеплової труби з метою повного виключення витрат енергії на забезпечення оптимального теплового режиму роботи обладнання супутника; розробку корисного навантаження - оптикоелектронного сканера; розробку підсистеми радіозв’язку з високошвидкісним каналом (до 800 Кб/с) «Борт-Земля» та проведення експериментальних наземних випробувань. В роботі вирішуються ряд прикладних теоретичних задач, які стосуються розробки перспективного класу космічних оптико-електронних систем (ОЕС) дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) видимого діапазону спектру. В рамках роботи виконано обґрунтування складу підсистеми радіозв’язку наносупутника з високошвидкісним каналом ( до 800 Кб/с) «БортЗемля», розробка принципу її побудови, а також розробка програмного забезпечення. Створені фізико-технічні основи роботи та запропоновані нові конструктивно-технологічні рішення виготовлення сонячних батарей з кремнієвими фотоприймачами. Розроблені та апробовані фізико-технічні основи технологій з використанням нанокристалічного кремнію, з метою підвищення експлуатаційних характеристик фото приймачів та покращення радіаційної їх стійкості. Тематика роботи на сьогоднішній день є актуальною у світі та направлена на використання наносупутників формату Cubesat для дистанційного дослідження Землі та її атмосфери. В роботі отримана точність позиціонування на орбіті до 5 м та зйомки поверхні Землі зі здатністю до 30 м при масі наносупутника до 5 кг, що відповідає рівню світових аналогів. Об’єкт дослідження і розробки - наносупутник (далі по тексту НС) формату 3 U CubeSat, в тому числі конструкція остова та каркаса сонячних батарей, оптико-електронний сканер, процес формування інформації в космічній телевізійній камері, високошвидкісний радіоканал та приймач сигналів від міжнародних супутникових систем навігації. Предмет дослідження і розробки є: - методи та способи мінімізації масо-габаритних параметрів конструкцій наносупутників, методи оптимізації формування вихідних даних для циклограм роботи систем НС з урахуванням обмежень по енергії для кожної з підсистем електронної платформи та засоби для максимізації запасу енергії наносупутника, що дозволить збільшити ресурс функціонування його на орбіті, - схемотехнічні та конструктивні рішення бортової телевізійної камери для забезпечення заданого просторового та енергетичного розділення, - схемні рішення оптичних систем сканера та бортового приймального-передавача каналу радіозв'язку, - підсистема навігації для НС на навколоземній орбіті з приймачем GPS/ГЛОНАСС, підсистема орієнтації НС, - підсистема високошвидкісного зв’язку НС з наземною станцією за форматом обміну даними AX.25 і FSK модуляцією. | uk |
| dc.format.page | 13 с. | uk |
| dc.identifier.govdoc | 0117U000455 | |
| dc.identifier.other | 2036 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/32711 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | наносупутник | uk |
| dc.subject | формат Cubesat | uk |
| dc.subject | дистанційне дослідження Землі | uk |
| dc.subject | сканер видимого діапазону космічного базування | uk |
| dc.title | Створення та дослідження характеристик університетського наносупутника формату CubeSat для дистанційних спостережень Землі | uk |
| dc.title.alternative | Creating and characteristics research of university CubeSat format nano-satellites for remote observation of the Eart | uk |
| dc.title.alternative | Создание и исследование характеристик университетского наноспутника формата CubeSat для дистанционных наблюдений Земли | uk |
| dc.type | Technical Report | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- 2018_2036.pdf
- Розмір:
- 426.23 KB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 9.06 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: