На этот спутник возлагаются большие надежды - трансформация космической отрасли Финляндии

Спутник Foresail-1 размером с пакет молока будет искать новые подробности о радиационном поле Земли.

Отредактировано 2023-25-06
спутник размером с пакет молока с солнечными батареями вокруг его поверхностиForesail-1, первый спутник Финского центра передовых исследований устойчивого пространства, готов к запуску.

2022 год стал напряженным временем для космических запусков: на прошлой неделе состоялся первый полностью частный космический полет, а запуск экипажа Crew-4 НАСА и SpaceX на Международную космическую станцию перенесен на конец этого месяца. В космической отрасли появился новый игрок, причем более международного масштаба. Запущенная в этом году на ракете SpaceX Falcon 9 с мыса Канаверал, штат Флорида, Финляндия вскоре отправит в космос свой первый научный спутник Foresail-1.

Финляндия уже разрабатывала радарные спутники, но Foresail-1 станет первым спутником, собирающим данные для научных целей. Разработанный Финским центром передовых исследований устойчивого космоса наноспутник, который весит около девяти килограммов и напоминает металлический пакет молока, будет искать новые подробности о радиационной обстановке в атмосфере Земли. В этой уникальной области планеты сосуществуют различные поля космического излучения. Известно, что воздействие этих лучей подвергает астронавтов риску лучевой болезни, повышению риска развития рака и дегенеративных заболеваний.

Спутники, находящиеся в этом радиационном поясе, также подвергаются такой сильной радиационной бомбардировке, что в итоге испытывают неблагоприятные последствия, которые могут прервать миссию. Радиационные бури могут разрушить важнейшие компоненты, вызвать проблемы с зарядкой и привести к полной потере спутника. Если Foresail-1 сможет выдержать суровые условия, миссия может привести к лучшему пониманию окружающей среды и поможет создать будущие более дешевые спутники, которые смогут прослужить дольше.

Следующее поколение космических исследований связано с устойчивостью, говорит Яан Пракс, доцент кафедры электротехники Университета Аалто, чья команда помогала планировать миссию и строить Foresail-1. Именно поэтому Финляндия начинает свой полет в космос с меньших масштабов.

"Мы расширяем границы технологии платформы", - говорит он. "Мы рассчитываем [эксплуатировать] спутник как минимум пять лет и даже больше, что необычно для такого маленького спутника".

По словам Пракса, из-за пандемии было трудно приобрести компоненты, необходимые для создания технологии, поэтому на завершение проекта Foresail-1 ушло около четырех лет, а первоначальную дату запуска пришлось перенести на год. Но дополнительное время дало команде возможность продолжить разработку и интеграцию инструментов, которые повысят шансы на успех миссии.

Основной полезной нагрузкой Foresail-1 является телескоп частиц, который будет использоваться для измерения электронов, выходящих из радиационной атмосферы на низкой околоземной орбите (НОО). Его вторым, и, возможно, более впечатляющим оборудованием, будет электростатический плазменный тормоз - устройство, которое предотвратит превращение аппарата в космический мусор, столкнув его с орбиты, чтобы он сгорел в атмосфере. Обычно на то, чтобы космический мусор упал в атмосферу Земли, уходят годы, но использование плазменного тормоза может сократить это время до двух месяцев.

Одна из технологических целей Foresail-1 - продемонстрировать полезность этого плазменного тормоза. Принцип работы плазменного тормоза заключается в том, что он "увеличивает сопротивление с помощью электромагнитных полей", объясняет Пракс, что, замедляя его, приближает орбиту спутника к Земле настолько, что он падает и в конечном итоге сгорает в атмосфере.

После нескольких месяцев научных наблюдений исследователи будут использовать тормоз и около 200 футов троса, чтобы опустить спутник на несколько десятков миль дальше на НОО, где он останется до конца своего срока службы.

Новые достижения в технологии позволили уменьшить средний размер спутников, говорит Рами Вайнио, профессор космической физики в Университете Турку в Финляндии, который руководил разработкой телескопа частиц. "Очень часто эти спутники не имеют ракетных двигателей или достаточно мощных движителей, которые могли бы их контролируемо спустить".

Он говорит, что эта новая техника схода с орбиты позволит финским исследователям "исследовать более разнообразные области земной среды". В случае успеха этот маневр будет впервые продемонстрирован наноспутником без ракетного топлива. Планы спутника также будут доступны в виде проекта с открытым исходным кодом, который может быть использован в будущих миссиях.

Несмотря на то, что этот спутник является первым спутником Финляндии для проведения научных наблюдений, страна имеет обширную историю космического сотрудничества. Маленькая страна является членом Европейского космического агентства с 1995 года, но лишь недавно стала важным партнером во многих крупномасштабных международных космических операциях. Например, Финляндия является одним из крупнейших в мире поставщиков коммерческих спутников радиолокационной съемки, а НАСА иногда использует финские технологии для обеспечения марсианских миссий, таких как Perseverance, датчиками давления для проведения атмосферных измерений на Красной планете.

Начавшаяся несколько лет назад революция крошечных спутников кубической формы, или CubeSats, подтолкнула финских исследователей к разработке собственных научных космических миссий. Для многих граждан страны спутник Foresail-1 является маяком яркого старта и будущего роста страны в космической отрасли. Преемник нынешнего спутника уже находится в разработке. "Следующая миссия, Foresail-2, планируется в два раза больше и направляется в очень сложный район, где ни один CubeSat еще не летал в радиационных поясах", - говорит Пракс.

В настоящее время в Финляндии нет собственного космического агентства - Финский космический комитет занимается только национальной космической политикой и стратегией, но не созданием или разработкой миссий. Новая спутниковая миссия - это первый шаг к созданию более надежного агентства, которое сможет поддерживать ряд амбициозных проектов, говорит Пракс.

"Я надеюсь, что мы продвигаемся к собственной финской космической программе", - говорит Пракс. "Наличие собственной небольшой программы даст еще больше материала для будущих миссий с более крупными спутниками [для достижения более дальних расстояний] в Солнечной системе".

Поправка (18 апреля 2022 года): Эта статья была обновлена, чтобы исправить количество троса, который будет использоваться в тормозном механизме, с 60 футов до 200 футов. Мы сожалеем об ошибке.