Малый космический аппарат «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)»

22 марта 2021 года с космодрома «Байконур» в составе группы спутников, ракетой-носителем «Союз-2.1а» отправился в космос небольшой космический аппарат — «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)». Его вес составлял около 8,5 килограммов, и он был выполнен в форм-факторе CubeSat 6U. Аппарат изготовлен компанией «СПУТНИКС». За четыре года своего полёта он успел прожить удивительно яркую жизнь.

Цели и задачи.

Несмотря на довольно компактные размеры – 6U это действительно не много для космического аппарата – «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» был вполне серьёзным спутником и настоящей лабораторией на орбите. Запущенный в рамках демонстрационной миссии по гранту Фонда содействия инновациям, на нем были протестированы новые технологии дистанционного зондирования Земли и проведены технологические эксперименты:

— первый полет служебных систем из состава платформы 6U;
— наладка только что созданной системы ориентации 6U в различных режимах;
— первая проверка новейшей камеры НПО «Лептон» с разрешением 6 м на пиксель;
— проверка передач в X-диапазоне на первом отечественном передатчике для кубсатов;
— проверка перспективного солнечного датчика повышенной точности для «больших» аппаратов;
— получение красочных селфи-фото с широкоугольных обзорных камер;
— общие ресурсные испытания платформы 6U в ее первом полете.

Эти эксперименты помогли отработать технологии, которые впоследствии использовались в следующих миссиях серии «Зоркий-2М». МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» стал своеобразным мостиком между учебными и профессиональными космическими платформами.

Трудности.

Не всё в ходе миссии шло гладко. И трудности в процессе работы со спутником не «секретились» цитатами — все штатно. Например, известен казусный случай в процессе сборки МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)»:

«Примерно за месяц до отгрузки МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» на запуск, произошел случай, который добавил седых волос на голове конструкторов аппарата. Один из конструкторов, который в целях экономии времени в процессе сборки КА предложил помощь в укладке кабеля, замещая ответственного инженера, допустил ошибку. Кабель был уложен, и вроде бы все нормально, индикатор СЭП горит, но заметно тусклее чем ожидалось. Утром ответственный за электрику удостоверился, что действительно индикатор СЭП горит не так, как должен и, измерив напряжение, обнаружил, что вместо положенных 8 вольт, напряжение составляет всего 3.3 вольта! Это означало, что кабели были перепутаны и всю ночь летный аппарат простоял с 8 вольтами там, где должно было быть подключено 3.3. Понятное дело, что плата СЭП сгорела, спутник перестал включаться.

В срочном порядке инженеры выявили и заменили вышедшие из строя компоненты и восстановили аппарат, но этот случай все равно аукнулся на орбите позже. В какой-то момент, когда во всю шла активная работа с аппаратом, на МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» резко увеличилось потребление тока. Но и тут инженеры смогли парировать возникшую проблему – с помощью специального режима системы ориентации для подзарядки аппарата. ПО спутника было обновлено, чтобы ФЭП могли собирать больше солнечной энергии. И решение помогло. Спутник отработал еще два года, превысив расчетный срок, и, выполнив поставленные задачи, был отдан под радиолюбительские мероприятия.»

Для более полного понимания произошедшего рекомендую прочитать небольшой рассказ про этот эпизод, написанный сотрудниками компании от лица спутника: https://dzen.ru/a/aAYOQscS7jFNWIHb

Еще один курьезный случай произошел, когда МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» был уже на орбите и связан со съемкой:

«Спутник должен был выполнить ряд задач по тестированию новой камеры и отработке съемки с орбиты в качестве спутника ДЗЗ. А так как вся аппаратная часть, передатчики, антенны, сам сигнал – все было новое, специалисты не спешили, налаживая приемный тракт. И вот в момент, когда все было готово, по заданной циклограмме была выполнена серия снимков. Данные подготовили на борту спутника. И вот были «слиты» на Землю сырые данные с матрицы. После декодирования, получен десяток файлов TIFF. И все файлы – черные квадраты! (Как мне это знакомо! – ред.)Понятно, что команда была обескуражена этим событием. Проверив телеметрию и циклограмму и удостоверившись, что съемка не сбилась, появились разные мысли. Нехорошие. Проблема в передатчике? Кабеле? Или что хуже всего – камере?

Начался активный мозговой штурм. В процессе обсуждения, в качестве эксперимента, было решено открыть снимок в редакторе, проверив его гистограмму. Подкрутили яркость и чудо свершилось. Проявилось изображение, где был хороший контрастный снимок. Лучшего качества, чем ожидалось изначально для первого раза.

Оказалось, что софт камеры генерировал 16-битные TIFF файлы и смещал биты яркости так, что они оказывались самыми младшими, т.е. тёмными. Из-за этого снимки средней полосы России, не богатые солнечным светом, не отличались от черных.
Испытав облегчение и разом получив ответы на многие вопросы, команда приступила к плодотворной работе с космическим аппаратом.»

МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» использовал радиолюбительские частоты:

Частота первого УКВ передатчика (с дипольной антенной) – 437.850 МГц
Частота второго (резервного) УКВ передатчика (с патч антенной) – 437.950 МГц
Модуляция — GMSK 2k4 USP FEC, GMSK 4k8 USP FEC, GMSK 9k6 USP FEC

Частота высокоскоростного передатчика Х диапазона – 10.465 ГГц
QPSK DVB-S2

Образование и радиолюбители.

Особое место «Зоркий» занял в образовательных и популяризаторских проектах. Он стал «живым» напоминанием для школьников и студентов, показывая, что космос сегодня — это не только далекие государственные проекты, но и доступная среда для молодых исследователей и инженеров. «Зоркий» был поддержан и радиолюбительским сообществом. Радиолюбительские частоты, которые планировал использовать спутник, были заранее согласованы с Международным радиолюбительским союзом, IARU. Специалистами компании «СПУТНИКС» были подготовлены дипломные программы и серия мероприятий для популяризации радиолюбительства и космоса среди школьников и студентов.  Был запланирован  эксперимент по приему данных со спутника в Х диапазоне и были проведены несколько тестовых передач для радиолюбителей.

Поддерживалась до его схода с орбиты и рассылка карточек подтверждения приема телеметрии, которая мотивировала школьников, студентов и начинающих радиолюбителей, изучить прием данных со спутника, самостоятельно изготовить антенны и собрать несложный комплект приемной аппаратуры.

Тут стоит вспомнить уже «бородатую», но забавную историю с приемом телеметрии с «Зоркого» в день его запуска:

«22 марта 2021 года, ночь в Москве. Спутник «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» только вывели на орбиту, и мы с Димой Пашковым R4UAB устроили шуточное соревнование — кто первым примет его телеметрию.

С работы я вернулся уставший, но всё же собрал свой простой комплект и пошёл в парк. Снегу намело много, идти вглубь не хотелось — выбрал беседку у входа. Пока собирал антенну, рядом остановилась патрульная машина. Несколько минут полицейские видно совещались, и в итоге сержант нехотя полез ко мне через сугробы.

— Чем занимаемся, гражданин? — спросил он.
— Спутник ловлю! — ответил я.
— Чей спутник? — протянул сержант.
— Как чей?! Наш! — ответил я, махнув рукой в сторону, где должен был скоро появиться «Зоркий».

Он удивлённо уставился на меня, потом — на небо, как будто пытаясь разглядеть «наш спутник». Я едва сдерживая смех от нелепости момента, показал сержанту паспорт и лицензию, он, возвращая документы, только вздохнул:
— Хобби у вас… спутники ловить?

Я пожал плечами:
— Ну кто-то марки собирает, кто-то бабочек, а я — спутники. По ночам. Чтобы народ не смущать.

Сержант помолчал, снова посмотрел в небо и спросил:
— Началось?

Я кивнул, показал трекер в телефоне. Он пожелал «Удачи!» и вернулся к машине. Через пару минут я уже принимал первые пакеты с «Зоркого».

Соревнование, кстати, выиграл я — Дима о нём забыл.»

 

Работа «Зоркого» вдохновляла и стимулировала команду школьного космического телескопа УмКА-1 подольской школы 29. Особенно повлиял на команду снимок Луны, сделанный в марте 2022 года, придав дополнительный энтузиазм.

«Зоркий» – удивлял.

Так, 8 апреля 2023 года, в ночь с субботы на воскресенье, я проверял работу нового АПУ, сопровождая разные спутники и принимая их телеметрию. Внезапно наткнулся на очень знакомый сигнал, который не ожидал увидеть на частоте «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)». Быстро сообразив, ткнул на запись сигнала и принялся судорожно искал программу RX-SSTV, чтобы декодировать этот сигнал.

Запустив программу, еще не до конца уверенный, что сигнал идет именно с МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)», я получил первые снимки SSTV. Разглядев на одном из них знакомый кадр Луны и позывной сигнал RS15S, я расплылся в улыбке. Не могу сказать, что я совсем не ожидал, реализации SSTV с МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)», но эта тестовая передача застала врасплох. К ней я готов не был. И был приятно удивлен. К тому же, как оказалось, никто сигнал SSTV не принял, ну или во всяком случае не сообщил о факте приема. Так что я был доволен вдвойне.

Спустя три дня – 12 апреля – состоялась первая трансляция изображений в формате SSTV c борта МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» ко Дню космонавтики. Трансляция, положившая начало текущей высокой активности многих других спутников.

7 мая 2023 года, была организована первая дипломная программа с приемом изображений, переданных в формате SSTV.

Тогда же и радиолюбители ощутили, последствия случая с СЭП. В процессе трансляции было слишком резкое падение напряжения. Трансляцию пришлось преждевременно прервать и продолжить через несколько дней.

Заметили и еще одно последствие в телеметрии с аппарата, где напряжение дублировалось в параметры температуры батарей (3, 4), часто вызывая недоумение у радиолюбителей.

Несмотря на проблемы с энергетикой, МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» продолжал участие радиолюбительских мероприятиях до завершения своей орбитальной жизни, периодически локально передавал текстовые «пасхалки» и изображения в формате SSTV, по заявкам со стороны радиолюбителей и студенческих коллективов. Участвовал в радиолюбительской активности и мероприятиях, но в целях энергосбережения, чаще используя передачу текстовых сообщений.

Последний полёт и «прощальная программа»

К весне 2025 года орбита спутника начала резко снижаться. В марте компания «СПУТНИКС» объявила о «прощальной дипломной программе»: «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» каждые 120 секунд передавал особые текстовые сообщения — четыре прощальные фразы.

Радиолюбители, сумевшие принять эти сигналы, и приславшие заявки получат памятные дипломы, рассылка которых, или уже началась или начнется с момента публикации этой статьи!

Не удержался и коллектив сотрудников компании «СПУТНИКС», которые приемом сообщений «с руки», как и многие радиолюбители в тот вечер, отметили последний «день рождения» своего «Старичка Орби», к этому времени коллектив запустил уже больше 50-ти разных спутников, но остались теплые чувства к тому самому аппарату, в который вложили столько сил и энергии, и который не подвел — прислал огромное количество красивых фотографий нашей планеты и не только.

Четырехлетие работы «Зоркого» на орбите и его сход с орбиты поддержали и другие спутники проекта Space-pi. Со спутника-телескопа «УмКА-1» RS40S, подольской школы 29, организована трансляция изображений в формате SSTV, с фотографиями эпизодов работы над «Зорким». Чуть позже присоединился и «Нанозонд-1» RS49S.

Став на мгновенье упавшей звездой…

11 апреля, на МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» было активировано расписание передачи прощального изображения в формате SSTV. Для этой заключительной трансляции была выбрана фотография Сергея Павловича Королева. Изначально передача была запланирована только над крупными городами, но чуть позже решено запустить расписание непрерывно.

 

EU1SAT — поймал финальный «золотой пакет» перед входом в атмосферу, став частью истории спутника.

12 апреля 2025 года, символично в День космонавтики, МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)» завершил своё путешествие, сгорев в плотных слоях атмосферы.

Маленький герой большой эпохи

МКА «ORBICRAFT-ZORKIY (RS15S)», стал не просто технологической платформой — он превратился в символ того, что космос ближе, чем кажется. Он напомнил, что даже компактный кубсат может быть важным шагом в развитии науки и образования и может объединять людей по всему миру и дарить ощущение сопричастности к большому космосу.

В истории «Зоркого» есть всё: инженерные победы, образовательная миссия, порыв для творчества, романтика последних сигналов. Но самое главное — вдохновение для будущих поколений инженеров, учёных и мечтателей.

Есть и несколько стихотворений, посвященные сходу Зоркого с орбиты:
https://t.me/sputnixru/938
https://t.me/amateursat/201695

—————
— Календарь радиолюбительских космических событий — https://r4uab.ru/calendar/
— Наш чат в Telegram для консультативной поддержки и просто для общения — https://t.me/amateursat
— Наш канал в Telegram — https://t.me/r4uab_ru
— Наша группа в VK — https://vk.com/r4uab_ru
— Наша группа в Одноклассниках — https://ok.ru/group/56474542801028