Разработка стабилизатора напряжения для питания полезной нагрузки малого космического аппарата

Актуальность

Исследование космоса – очень актуальная задача в современном мире. Развитие микроэлектронных и информационных технологий позволяет создавать коммерческие сервисы для наземных потребителей на базе малых космических аппаратов. Эти аппараты решат задачи связи, дистанционного зондирования Земли, проведения экспериментов в космосе, дополняя или заменяя собой большие спутниковые аппараты.

Цель

Изучить принципы функционирования малых космических аппаратов (МКА) и разработать понижающий стабилизатор напряжения для блока полезной нагрузки системы электропитания малого космического аппарата.

Задачи

1.         Изучить конструкцию и основные подсистемы МКА.

2.         Создать 3D-модель МКА.

3.         Проанализировать и подобрать структуру электроснабжения для спутника.

4.         Рассчитать необходимые элементы.

5.         Расчёт длины нихромовой проволоки для пережига нити крепления солнечных батарей.

6.         Рассчитать размеры радиатора для охлаждения стабилизатора напряжения.

7.         Разработать печатную плату резервного стабилизированного источника питания.

8.         Изготовить плату.

9.         Выполнить монтаж конструкции спутника.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Паяльная станция
• Конструктор спутника orbicraft
• Лазерный гравёр
• Кусачки, шуруповёрт, кримпер
• Мультиметр, тестер кабелей
• 3D-принтер
• Компьютер с установленным ПО (SolidWorks)

Описание

В ходе работ командой были созданы элементы корпуса в программе SolidWorks. Затем произведена сборка 3D-модели МКА с учётом модулей и датчиков. На лазерном гравёре элементы корпуса были вырезаны из акрила толщиной 4 мм. Следующим шагом было создание реального прототипа спутника в соответствии с 3D-моделью. Далее было спроектировано и установлено электронное оборудование на корпус.

Результаты работы/выводы

В результате работы получилась модель малого космического аппарата, с помощью которой можно отрабатывать навыки программирования спутников с целью их стабилизации и ориентации.

Перспективы использования результатов работы

Полученный тренажёр можно использовать для обучения учащихся аэрокосмических классов в московских школах.

Награды/достижения

X Открытый чемпионат профессионального мастерства города Москвы «Московские мастера» по стандартам WorldSkills Russia 2021–2022 – 3 место

Мнение автора

«Всё было очень классно! Нам понравилось выступать на Открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» – волнительно и почётно!»