Смирнов Дмитрий Николаевич
Областная научно-практическая конференция «Молодость – науке» памяти А.Л.Чижевского
МБОУ СОШ №13 кл. 11
Калужская область, г. Калуга
2012 г.
Введение
CanSat в мире
В 1999 году в США прошел первый конкурс CanSat, ставший с тех пор очень популярным за рубежом. Название конкурса говорит о том, что должны сделать его участники. Это макет настоящего спутника, заключенный в обычной банке из-под колы. Своего рода, спутник в банке (satellite in a can). Участники конкурса должны уместить все основные системы спутника, такие как система электропитания и передачи телеметрической информации, а также полезную нагрузку, в объеме 350 мл. После отделения от ракеты или аэростата CanSat должен провести измерения, передать их на станцию приема, также созданную конкурсантами, и приземлиться на парашюте.
CanSat в России
Первый чемпионат состоялся в 2011-2012 году. Как и за рубежом, это соревнование по разработке и созданию обучающих макетов спутников, служебные системы и полезная нагрузка которых умещается в жестяной банке из-под газированных напитков. [1]
Школьникам необходимо самостоятельно сделать для него полезную нагрузку. Всего проекте приняли участие 44 команды школьников из различных регионов России. В Первом Российском чемпионате приняли участие 17 команд, которые были определены в январе 2012 г. на отборочной сессии, проходившей в г. Москва. [2]
В конкурсе принимала участие наша команда «Галактика», состоящая из учащихся общеобразовательных школ г. Калуги, также занимающихся в ЦКО «Галактика» по таким направлениям как ракетомоделирование, робототехника, экологический мониторинг, метеорологические исследования, научно-исследовательская деятельность.
Также по итогам «I Чемпионата России по запуску школьных пико-спутников» была образована Высшая Лига для тех 17 команд, запустивших свои аппараты, в которую вошла команда «Галактика».
На данный момент наша команда работает над созданием нового спутника «CanSat», для участия в чемпионате Высшей Лиги. Для нас, как и для остальных команд-участниц было составлено обязательное техническое задание на аппарат:
Измерение атмосферных параметров (атмосферное давление и температура)
Построение траектории полета по измеренным значениям напряженности магнитного поля
Поскольку задача измерения атмосферных параметров была успешно решена нами еще в рамках прошлого чемпионата, для нас наиболее интересен второй пункт данного положения.
Поэтому целью данной работы является поиск решения задачи построения траектории полета по измеренным значениям напряженности магнитного поля Земли.
Состав спутника CanSat-Kaluga
Для решения поставленной задачи на данном этапе командой был определен приборный состав аппарата, а также проектный облик.
Перечень систем спутника (схема деления) представлен на рисунке 1. Проектный облик спутника CanSat-Kaluga представлен на рисунке 2.
Спутник разработан в среде 3D моделирования SolidWorks.
Рисунок 1 Схема деления спутника
Спутник
Рисунок 2 Общий вид спутника
Главная особенность спутника – система мягкой посадки (выраженная посадочными стойками), а также солнечные панели с системой контроля напряжения.
На основании доступной информации о запусках и опыта полученного на «I-ом Чемпионате России по запуску школьных пико-спутников» командой была разработанна модель запуска спутника CanSat с его последующим отделением от ракетоносителя и приземлением на поверхность земли.
Рисунок 3 Баллистическая схема запуска
Запуск аппарта осуществляется посредством ракетоносителя. Когда ракета достигает заданнной высоты выведения, спутник отделяется от корпуса ракеты, происходит включение всех систем аппарата, срабатывает система спасения и аппарат спускается на парашюте. Как только расстояние от поверхности земли до спутника становится приблизительно равным 200 метров, раскрывается еще один парашют ( большего диаметра). Таким образом аппарат приземляется.
Средства решения задачи
Для решения поставленной задачи построения траектории полета по измеренным значениям напряженности магнитного поля Земли было выбрано следующее оборудование:
Трехосный магнитометр (MiniMU-9)
GPS модуль (GMM-U1)
Антенна GPS модуля (ANT GPS P1P80G (ALLIS))
Датчик атмосферного давления (BMP085)
Основные технические характеристики магнитометра MiniMU-9 представлены ниже:
Диапазон : от ± 0,00013 до ±0,00081 Тл.
Напряжение питания: 4.75 V ~ 5.25 V.
Рабочая температура: - 40°C ~ 85°C.
Интерфейс: I2С.
Чувствительность: 5 *10-3 Тл.
Для определения координаты местоположения спутника нами был выбран высокочувствительный миниатюрный GPS модуль GMM-U1, имеющий высокую скорость обновления координат (порядка 10 Гц ) и низкое энергопотребление (48мА).
Миниатюрный датчик атмосферного давления BMP085 имеет малые электронные помехи, высокую точность, а также долгий срок службы. Для выполнения поставленной задачи нам потребуется знать высоту спутника CanSat-Kaluga над поверхностью земли в заданный момент времени, а вычислить эту высоту возможно по показаниям датчик
Одними из наиболее популярных услуг на рынке IT-технологий являются создание и продвижение лендингов. Они способны положительно влиять на деятельность любого бизнес-проекта в интернете. Судя по многочисленным отзывам, заказавшие создание лендингов люди ни разу не пожалели о потраченных деньгах. Они вложили в будущее, которое неразрывно связано с интернетом. Всё больше и больше предпринимателей обращаются к услугам разных агентств, веб-студий, чтобы заказать создание лендинга у профессионалов.