Разработка прототипа модуля космической связи CubeSat с использованием лазера

1.

Разработка прототипа
модуля космической связи
CubeSat с использованием
лазера
Индивидуальный проект студентов 1 курса 1ИСП3-09/24 Саитовой
Софьи, Семериковой Ксении, Энгельман Матвея.

2.

Введение: Эра CubeSat
Космос остается неизведанным. CubeSat — это класс спутников
уменьшенного размера. Они просты и дешевы в изготовлении, что
повышает доступность космических исследований. На орбите уже
более 1000 CubeSat.
Экономичность
Исследования
Снижение стоимости и
Помогают изучать
времени разработки.
космос, делать снимки
Земли.
Безопасность
Меньше угрозы космического мусора.

3.

Цель и задачи проекта
Цель — разработать прототип модуля лазерной космической связи. Это
обеспечит передачу данных на большие расстояния с высокой скоростью.
Разработать решение
Продумать концепцию, изучить варианты реализации.
Выбрать компоненты
Подобрать электрокомпоненты для каждого модуля.
Создать 3D-модели
Смоделировать CubeSat и наземную станцию.
Сделать выводы
Обобщить результаты работы.

4.

Краткое содержание и функционал
CubeSat — это небольшие кубы весом до 1.33 кг. Они оснащены направляющими рельсами для размещения в
пусковом контейнере. Для связи используются лазер и солнечная панель.
CubeSat №1
CubeSat №2
Наземная станция
Шифровка сообщений в ASCII.
Отправка на CubeSat №2.
Считывание и декодирование
сообщений.
Передача на наземную станцию.
Принятие и показ сообщений.

5.

Электрокомпоненты
Для реализации проекта были выбраны ключевые электрокомпоненты. Они обеспечивают управление, питание и передачу данных между
модулями.
Плата Arduino Uno
Микроконтроллер
Arduino Uno
max 5 V 16 MHz
Контроллер заряда
Контроллер заряда
TP4057
4.5 - 8 V 1 A
Аккумулятор
Аккумулятор
18650
3.6 - 3.7 V 2000 mAh
Лазер
Лазерный передатчик
KY-008
5 mw 5 V
Передатчик
Радиомодуль
nRF24L01
3.3 V 1 W
Солнечная панель
Солнечная панель
Solar Cells
5 V 1.2 W

6.

Проектирование 3D-моделей
Для проектирования 3D-моделей использовалась САПР Autodesk Fusion 360. Выбран форм-фактор U1 для CubeSat,
удовлетворяющий всем требованиям.
CubeSat №1
CubeSat №2
Наземная станция
Сборная конструкция из основания,
Отличается от CubeSat №1 только
Состоит из основания, крышки, NRF с
крышки и пластины с компонентами.
пластиной с электроникой.
держателем и Arduino Uno.

7.

Итоги и выводы
Команда успешно выполнила поставленную задачу. Мы разработали прототип, подобрали компоненты, смоделировали
устройство и написали документацию.
Достижения
Ограничения
Навыки
Найдены компоненты, изучено
Лазерная связь имеет
Повышены навыки командной
взаимодействие лазера и солнечной
ограниченную дальность.
работы, коммуникации и
панели. Спроектированы 3D-модели
Необходима прямая видимость
распределения задач.
без клеевых соединений.
между передатчиком и приемником.