Космический эксперимент «авис» - отработка технологий создания и применения многофункциональных пико- и наноспутниковых платформ

1.

ISSN: 2079-5165, eISSN: 2410-7948, https://elibrary.ru/title_about.asp?id=32295; http://std.ifz.ru/
Наука и технологические разработки. 2017. Т. 96, № 3, с. 5–16. DOI: 10.21455/std2017.3-1
The metadata in English is presented at the end of the article!
УДК 528.88
КОСМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ «АВИС» —
ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ
И ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ПИКО- И НАНОСПУТНИКОВЫХ ПЛАТФОРМ
Б.Ф. Нестеров1, В.М. Чмырев1,2, В.С. Шутов1, А.М. Алимов3
1
АО «Технологии ГЕОСКАН», г. Москва, Россия,
2Институт
3ПАО
физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
«РКК «ЭНЕРГИЯ» им. С.П. Королева, г. Королев, Московская область, Россия
Автор для переписки: В.М. Чмырев, e-mail: [email protected]
Главное
‒
‒
‒
‒
‒
описан космический эксперимент «АВИС, планируемый на Российском сегменте МКС
предусмотрены разработка, изготовление и летные испытания пико- и наноспутников
последовательность разработок предусматривает поэтапно растущие возможности
предусмотрен ручной и автоматический пуск спутников с борта МКС и ТГК «Прогресс»
начато изготовление опытных образцов космического аппарата и пускового устройства
Аннотация. Представлено краткое описание космического эксперимента «АВИС», осуществляемого в рамках «Долгосрочной программы научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте Международной космической станции
(РС МКС)». Программой работ предусмотрены разработка, изготовление и летные испытания демонстрационного образца пикоспутника и последовательности из трех рабочих образцов наноспутников с поэтапно растущими функциональными возможностями. Основные
этапы включают разработку методов и средств контроля отделения космических аппаратов
и мониторинга их состояния в автономном режиме и экспериментальную отработку технологии разделения, сближения и стыковки наноспутников на орбите. В состав создаваемой
бортовой аппаратуры входит также пусковое устройство для запуска пико- и наноспутников
с борта РС МКС космонавтом в ручном режиме и автоматическое пусковое устройство для
запуска наноспутников с транспортного грузового корабля (ТГК) «Прогресс» по командам
с МКС или наземного пункта управления. В настоящее время в рамках программы эксперимента создан комплект рабочей конструкторской документации на космический аппарат
и пусковое устройство и начаты работы по изготовлению опытных образцов этих изделий.
Ключевые слова: пикоспутник, наноспутник, международная космическая станция, МКС,
разделение, мониторинг, сближение, стыковка.
Цитируйте эту статью как: Нестеров Б.Ф., Чмырев В.М., Шутов В.С., Алимов А.М.
Космический эксперимент «АВИС» — отработка технологий создания и применения многофункциональных пико- и наноспутниковых платформ // Наука и технологические разработки. 2017, том 96, № 3, с. 5–16. DOI: 10.21455/std2017.3-1 [Тематический выпуск «Инновации
в прикладной геофизике». Вып. 1].
5

2.

Нестеров Б.Ф. и др.
Введение
Идея космического эксперимента «АВИС»
(Автономная видеоинформационная система)
возникла в результате анализа серии неудачных
запусков космических аппаратов и их нештатной работы на орбите. В ряде случаев неудачи
были связаны с нарушениями в работе последней ступени ракеты-носителя или разгонного
блока, в результате чего космический аппарат
выводился на нерасчетную орбиту и в течение
длительного времени оказывался вне зоны действия наземных средств управления космическим аппаратом и приема телеметрической информации. В результате терялась возможность
контроля состояния объекта и воздействия на
режимы работы основных систем космического
аппарата.
Другой достаточно распространенной нештатной ситуацией является нарушение в раскрытии жизненно важных элементов конструкции
спутника, таких как панели солнечных батарей,
штанги с датчиками выносных измерительных
приборов, антенны систем управления и связи,
антенны исследовательских комплексов и т.п.
В подобных ситуациях наличие на борту автономной системы контроля состояния космического аппарата, которая могла бы обеспечить
обследование основных систем спутника и передать результаты обследования в Центр управления по независимым каналам связи, в том числе
с участков орбиты вне зоны видимости наземных станций, было бы чрезвычайно полезным
с точки зрения определения причин нештатной
ситуации и способов ее устранения.
Роль такой автономной системы мог бы выполнять наноспутник массой несколько килограммов, оснащенный системой видео и покадровой съемки, имеющий трехосную систему
стабилизации и миниатюрную двигательную
установку для совершения инспекционного
облета космического аппарата и последующего причаливания к месту базирования на борту
космического аппарата. Наноспутники разового
использования могли бы устанавливаться на последней ступени ракеты-носителя или разгонного блока и вести контрольную съемку процесса
отделения с посадочного места или в состоянии
полета после отстрела от ракеты-носителя или
разгонного блока, передавая информацию в реальном времени (on-line) на Землю по независимым спутниковым каналам связи (например,
через спутниковую систему связи «Глобалстар»
или многофункциональную космическую систе-
6
му ретрансляции (МКСР) «Луч») практически из
любой точки пространства.
Кроме автономного контроля отделения
спутников от ракеты-носителя или разгонного
блока существует потребность в сопровождении
особо ценных и жизненно важных космического аппарата на орбите для оперативного предупреждения о приближении элементов космического мусора или других космических объектов,
которые могут вызвать повреждение или нарушение нормального функционирования космического аппарата. Также актуально обеспечение возможности подлета (выхода на нужную
орбиту) и сближения видеоинформационного
наноспутника-инспектора с «неисправным»
космическим аппаратом для выяснения причин
нештатной работы и получения данных для принятия возможных мер по восстановлению функционирования.
Указанные выше проблемы привели к поиску
технических решений и проведению космического эксперимента «АВИС», направленного на
отработку технологий создания и применения
пико- и наноспутников для контроля отделения
космических аппаратов и мониторинга их состояния на орбите в автономном режиме, включая технологии запуска, разделения, сближения
и стыковки наноспутников. Создание автономных блоков контроля отделения для головных
частей ракеты-носителя и разгонного блока и
маневрирующих наноспутников с системами
отделения и причаливания рассматривается как
конечная цель программы «АВИС».
Объекты исследований
В процессе проведения космического эксперимента «АВИС» предполагается запустить
серию пико- и наноспутников различных модификаций. Объектами исследований при этом
являются:
‒ пико/наноспутник «АВИС-П», запускаемый ручным способом с помощью пускового
устройства УП-Р, закрепленного на поручне
РС МКС с помощью быстросъемной штанги
или непосредственно космонавтом (рис. 1, 2);
‒ наноспутник «АВИС-1Н» с трехосной системой стабилизации, запускаемый с борта ТГК
«Прогресс-М» с помощью пускового устройства УП-А1;
‒ наноспутник «АВИС-1НД» с трехосной системой стабилизации и двигательной установ-

3.

Kосмический эксперимент «АВИС»…
Рис. 1. Вариант ручного запуска пикоспутника с борта РС МКС с помощью пускового
устройства УП-Р (фотомонтаж с использованием материалов сайта http://www.dddkursk.ru/
number/1122/new/010995/print/)
Fig. 1. A variant of manual launching of a picosatellite from the ISS RS by means of a launching device UP-R (photomontage using the materials of site http://www.dddkursk.ru/number/1122/
new/010995/print/)
Рис. 2. Направление запуска наноспутника «АВИС» с РС МКС
Fig. 2. The direction of launching the nanosatellite “AVIS” with the ISS RS
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ,
2017, том 96, № 3, с. 5–16
7

4.

Нестеров Б.Ф. и др.
кой, запускаемый с борта ТГК «Прогресс-М»
с помощью пускового устройства УП-А1;
‒ связка из двух взаимодействующих наноспутников «АВИС-1НД-В», запускаемая с борта
ТГК «Прогресс-М» с помощью пускового
устройства УП-А2;
‒ пусковые устройства для запуска пикоспутника УП-Р (ручное) и наноспутников УП-А1
и УП-А2 (автоматические).
Содержание космического
эксперимента
Космический
эксперимент
заключается
в экспериментальной отработке с использованием РС МКС и ТГК «Прогресс»:
‒ технологий ручного запуска пикоспутников и
автоматического запуска наноспутников различной модификации с помощью специального пускового устройства УП-Р при выходе
российских космонавтов для выполнения работ в отрытом космосе и пусковых устройств
УП-А1 и УП-А2 с борта ТГК «Прогресс»;
‒ систем трехосной ориентации и стабилизации, видеосъемки и передачи данных, управления движением и маневрирования наноспутников, включая операции разделения
и стыковки.
Поэтапная экспериментальная отработка
технологий запуска и применения пико- и наноспутников различных модификаций позволит
подтвердить техническую реализуемость проекта
при заданных габаритно-массовых характеристиках и правильность заложенных конструктивно-технологических решений, конструктивных и схемотехнических методов обеспечения
радиационной стойкости, а также получить экспериментальные данные о радиационной стойкости применяемых компонентов, в частности
фотоэлектрических преобразователей на основе
арсенида галлия с квантовыми точками и литий-феррофосфатных аккумуляторных батарей.
На первом этапе космического эксперимента предполагается проверить алгоритмы работы
бортовых систем пикоспутника, блока видеокамер, проверить работу командных радиолиний
диапазонов 435/2400 МГц и ГлобалСтар, взаимодействие пикоспутника и наземного комплекса управления во всех режимах, в том числе
возможность корректировки алгоритмов работы бортовых систем пикоспутника с наземным
комплексом управления в реальных условиях
эксплуатации при воздействии факторов космического пространства, которые очень сложно
8
одновременно воспроизвести в наземных условиях, проверку командной радиолинии 435/2400
МГц с программно-управляемыми приемопередатчиками (SDR-Software De ned Radio) и
различными типами модуляции (π/4DQPSK —
основной режим), позволяющими повысить
пропускную способность радиоканала.
На последующих этапах предполагается пошаговое усложнение бортовых систем наноспутников, оснащение их системой ориентации и
стабилизации, а также двигательной установкой,
позволяющей осуществить маневрирование на
орбите, разделение и сближение наноспутников
друг с другом.
Задачи эксперимента
Эксперимент «АВИС» — двухэтапный космический эксперимент. Основная целевая задача
этапа 1 состоит в подтверждении характеристик
демонстрационного образца пико/наноспутника «АВИС-П» (размеры — 100×100(125)×300 мм,
масса — 4.1 кг) в условиях автономного полета
по выполнению целевой функции — осуществлению видеосъемки исследуемого объекта и
передачи получаемой информации в реальном
времени в Центр управления полетами по независимым спутниковым каналам связи системы
ГЛОБАЛСТАР, каналу 2400 МГц (основной режим) и 435 МГц (резервный режим).
В настоящее время с целью увеличения мощности системы электропитания и унификации
с последующими модификациями наноспутников серии «АВИС» разработан базовый вариант
наноспутника формата 3U с двумя раскрывающимися двусторонними солнечными батареями,
расположенными по диагонали корпуса (рис. 3).
По составу бортовой аппаратуры он соответствует пикоспутнику, но для обеспечения площади
солнечных батарей добавлены проставки, которые в других модификациях заменяются соответствующими приборами и научной аппаратурой при сохранении внешних габаритов.
В качестве научной аппаратуры могут быть
установлены, например, анализаторы плазмы и
электромагнитных полей в ионосфере для исследования предвестников землетрясений, мониторинга катастроф и т.п. Перспективность
этого направления исследований подтверждается достижениями последних лет в области поиска и теоретического моделирования
предвестников землетрясений (см., например,
[Chmyrev et al., 1997, 2013; Sorokin et al., 2001,
2011, 2014, 2015; Sorokin, Chmyrev, 2010; Sorokin,

5.

Kосмический эксперимент «АВИС»…
Рис. 3. Внешний вид наноспутника серии «АВИС»:
1 — стационарные панели солнечной батареи с квантовыми точками (4 шт.); 2 — раскрывающиеся панели солнечной батареи с квантовыми точками (2 шт.); 3 — антенна многофункционального интегрированного навигационного комплекса — модуля МИНК; 4 — приборный блок;
5 — Web-камеры (5 шт.); 6 — ленточные антенны 435 МГц; 7 — антенна диапазона 2.4 ГГц
Fig. 3. Appearance of the “AVIS” nanosatellite:
1 — stationary panels of the solar battery with quantum dots (4 pcs.); 2 — the opening panels of the
solar battery with quantum dots (2 pcs.); 3 — antenna of the multifunctional integrated navigation
complex — MINK module; 4 — the instrument cluster; 5 — Web-cameras (5 pcs.); 6 — band antennas 435 MHz; 7 — 2.4 GHz antenna
Pokhotelov, 2010; Tronin, 2010; Рогожин и др.,
2011; Wang Lanwei et al., 2011; Rogozhin et al.,
2016]). Предполагается корреляционный анализ
данных космических и наземных наблюдений с
целью надежного отделения сигналов-предвестников землетрясений от других типов сигналов,
имеющих антропогенное, магнитосферное и
иное несейсмическое происхождение [Рогожин
и др., 2016].
После подтверждения заявленной мощности потребления бортовой аппаратуры и полезной нагрузки в натурной эксплуатации
возможна реконфигурация с минимальными
затратами наноспутника в пикоспутник с размерами 100×100(125)×100 мм, массой около 1 кг за
счет исключения проставок и уменьшения площади солнечных батарей в 3 раза.
На этапе 2 космического эксперимента
«АВИС» решаются следующие задачи:
‒ создание и экспериментальная отработка рабочего образца наноспутника «АВИС-1Н»
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ,
2017, том 96, № 3, с. 5–16
с трехосной системой стабилизации, размером ∼100×100(125)×300 мм и массой ∼4.1 кг,
имеющего 5 web-камер, 2 канала передачи информации (основной и резервный).
Предполагается запуск с помощью пускового
устройства УП-А1 с борта ТГК «Прогресс»
после его отделения от МКС, съемка ТГК и
передача информации в процессе расхождения на произвольном участке орбиты, в том
числе за пределами зон видимости наземных
комплексов управления;
‒ создание
и
экспериментальная
отработка рабочего образца нано спутника
«АВИС-1НД» с трехосной системой стабилизации и двигательной установкой, размером
∼100×100(125)×300 мм и массой ∼4.5 кг, имеющего 5 web-камер и 2 канала передачи информации — 2400 МГц (основной) и 435 МГц
(резервный). Предполагается запуск с помощью пускового устройства УП-А1 с борта
ТГК «Прогресс» после его отделения от МКС,
9

6.

Нестеров Б.Ф. и др.
видео съемка ТГК и передача информации в
процессе расхождения, выполнение обратной операции сближения, обследование ТГК
и приближение к выбранному элементу конструкции ТГК на минимальное расстояние;
‒ изготовление и запуск на орбиту связки из
двух взаимодействующих наноспутников
в конфигурации «АВИС-1НД-В», их разделение на орбите, поиск друг друга, обратная
операция сближения и стыковки с помощью
стыковочного устройства. Запуск предполагается осуществить с помощью пускового
устройства УП-А2 с борта ТГК «Прогресс»
после его отделения от МКС.
Состав и назначение научной
аппаратуры, используемой
в космическом эксперименте
В состав пикоспутника «АВИС-П» входят:
‒ блок полезной нагрузки;
‒ служебный блок;
‒ устройство пусковое (УП-Р).
Блок полезной нагрузки, включающий видеокамеры, предназначен для получения (путем
видео и фото регистрации), хранения и предварительной обработки целевой информации.
Служебный блок, в состав которого входят
бортовой комплекс управления, антенно-фидерное устройство, система электроснабжения
и система обеспечения теплового режима, предназначен для:
‒ управления системами АВИС-П и объединения поступающей от них информации;
‒ приема и передачи целевой и научной (фото
и видео) информации;
‒ обеспечения систем АВИС-П электропитанием;
‒ обеспечения необходимого теплового режима
систем АВИС-П.
Дополнительно (на этапе 2) служебный блок
наноспутников может оснащаться системой
ориентации и стабилизации, а также двигательной установкой.
Устройства пусковые (УП-Р, УП-А1 и
УП-А2) предназначены для запуска пико- и наноспутников массой не более 5 кг и размером от
100×100×100 до 100×125×314 мм, защиты пико- и
наноспутников от нагрузок в процессе транспортирования, доставки на PC МКС в составе
пилотируемых и грузовых кораблей, хранения
на PC МКС и обеспечения работ с пико- и наноспутниками при внутрикорабельной и внекорабельной деятельности. Иллюстрация одного
10
из возможных вариантов запуска пикоспутника
космонавтом с борта РС МКС при внекорабельной деятельности представлена на рис. 1, а вид
ручного пускового устройства с пикоспутником
на рис. 4 и 5.
Разработки пикоспутника и пускового
устройства защищены российскими патентами
№ 2550241 [Нестеров и др., 2015а] и № 2541617
[Нестеров и др., 2015б]. В проекте АВИС также принимают участие ряд ведущих российских
предприятий, НИИ и ВУЗов.
Состав средств регистрации научной
информации, получаемой в процессе
космического эксперимента
Средства регистрации научной информации,
получаемой в процессе космического, представляют собой блок полезной нагрузки, в котором
установлены 5 видеокамер с подсветкой и одноплатным микрокомпьютером с платой расширения. Этот миникомпьютер осуществляет обработку и запоминание поступающей с видеокамер
информации. Кроме того, к средствам регистрации на борту пико/наноспутника относятся:
‒ GPS/ГЛОНАСС приемник, который определяет координаты пико/наноспутника на
орбите и время получения научной информации;
‒ дозиметр-радиометр До-Ра, который фиксирует накопленную дозу радиации и уровень
воздействия радиации окружающей среды;
‒ датчики температуры, установленные внутри корпуса пико/наноспутника на аккумуляторах;
‒ фотоэлектронный преобразователь с квантовыми точками, которые также можно использовать для контроля ориентации и освещенности пико/наноспутника на орбите;
‒ датчики угловых и линейных ускорений, которые установлены в GPS/ГЛОНАСС приемнике (многофункциональном интегрированном навигационном комплексе — модуле
МИНК);
‒ трехкомпонентный магнитометр, установленный в GPS/ГЛОНАСС приемнике.
На базе платформы АВИС могут быть выполнены наноспутники для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), мониторинга и
предупреждения катастроф (рис. 6, а и 7), мониторинга космического мусора (рис. 6, б), калибровки и юстировки средств контроля космического пространства (рис. 6, в), а также для
решения многочисленных других задач.

7.

Kосмический эксперимент «АВИС»…
Рис. 4. Общий вид устройства пускового (УП-Р) для ручного запуска пико- и наноспутников,
вид снаружи: 1 — термочехол; 2 — клапан; 3 — механизм раскрытия крышки; 4 — корпус
в сборе; 5 — демпфер; 6 — окна в рукоятке; 7 — рукоятка в сборе
Fig. 4. General configuration of the launcher (UP-R) for manual launching of pico- and nanosatellites, external view: 1 — thermocover; 2 — valve; 3 — cover opening mechanism; 4 — body in the
assembly; 5 — damper; 6 — windows in the handle; 7 — handle assembly
Рис. 5. Общий вид устройства пускового (УП-Р) для ручного запуска пико- и наноспутников,
вид изнутри: 1 — пружина кручения; 2 — ось вращения крышки; 3 — направляющие; 4 — рукоятка в сборе; 5 — крышка (открыта)
Fig. 5. General configuration of the launcher (UP-R) for manual launching of pico- and nanosatellites, view from the inside: 1 — torsion spring; 2 — axis of the cover rotation; 3 — guides; 4 — handle assembly, 5 — cover (open)
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ,
2017, том 96, № 3, с. 5–16
11

8.

Нестеров Б.Ф. и др.
Рис. 6. Наноспутники на базе платформы АВИС для дистанционного зондирования Земли и
предупреждения катастроф (а), мониторинга космического мусора (б), калибровки и юстировки средств контроля космического пространства (в)
Fig. 6. Nanosatellites based on the AVIS platform for remote sensing of the Earth and prevention
of catastrophes (a), monitoring of space debris (b), calibration and alignment of space monitoring
instruments (c)
Рис. 7. Наноспутник «ТВИНСАТ-1Н» формата 2U проекта ТВИНСАТ [Chmyrev et al., 2013;
Рогожин и др., 2016] для исследования ионосферных предвестников землетрясений на базе
платформы АВИС:
1 — GPS-ГЛОНАСС приемник; 2 — индукционный магнитный датчик; 3 — анализатор плазмы; 4 — стационарные панели солнечной батареи с квантовыми точками (4 шт.); 5 — корпус;
6 —антенна 2.4 ГГц
Fig. 7. Nanosatellite “TWINSAT-1N” format 2U project TWINSAT [Chmyrev et al., 2013; Rogozhin
et al., 2016] for the study of ionospheric earthquake precursors based on the AVIS platform:
1 — GPS-GLONASS receiver; 2 — induction magnetic sensor; 3 — plasma analyzer; 4 — stationary
panels of the solar battery with quantum dots (4 pcs.); 5 — body; 6 — antenna 2.4 GHz
Заключение
В настоящей работе дано описание космического эксперимента «АВИС», выполняемого в рамках «Долгосрочной программы
научно-прикладных
исследований
и
экспериментов, планируемых на российском
сегменте Международной космической станции
(РС МКС)». Программой эксперимента предус-
12
матриваются разработка, изготовление и летные
испытания нескольких базовых образцов пикои наноспутников с устройствами выведения на
орбиту. Основное назначение разрабатываемых
изделий — контроль отделения космических аппаратов и мониторинг их состояния на орбите
в автономном режиме с использованием новых

9.

Kосмический эксперимент «АВИС»…
технологий запуска, разделения, сближения и
стыковки нано спутников.
В качестве конечной цели космического эксперимента «АВИС» рассматривается создание
автономных блоков контроля отделения для головных частей ракет-носителей, разгонных блоков и маневрирующих наноспутников с системами отделения и причаливания. Предполагаются
и другие возможности практического использования разрабатываемых аппаратов, в частности,
для дистанционного зондирования Земли, обнаружения предвестников землетрясений и предупреждения катастроф, мониторинга космического мусора, калибровки и юстировки средств
контроля космического пространства.
Литература
Нестеров Б.Ф., Чмырев В.М., Марков А.В.,
Коновалова Е.А. Пикоспутник // Патент
№ 2550241, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 08.04.2015а.
Нестеров Б.Ф., Чмырев В.М., Марков А.В.,
Евтеев А.Н., Кавардакова Л.Б. Транспортнопусковой контейнер для запуска пико- и нано
спутников // Патент № 2541617, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 14.01.2015б.
Рогожин Е.А., Иогансон Л.И., Завьялов А.Д.,
Захаров В.С., Лутиков А.И., Славина Л.Б.,
Рейснер Г.И., Овсюченко А.Н., Юнга С.Л.,
Новиков С.С. Потенциальные сейсмические
очаги и сейсмологические предвестники землетрясений — основа реального сейсмического прогноза. М.: Светоч-Плюс, 2011. 368 с.
Рогожин Е.А., Чмырев В.М., Похотелов О.А.,
Нестеров Б.Ф. Проект ТВИНСАТ — разработка интегрированных аэрокосмических и наземных технологий раннего обнаружения и мониторинга предвестников
крупномасштабных природных катастроф
// Наука и технологические разработки.
2016. Т. 95, № 3. С. 12–24. (Тематический
выпуск «Импортозамещение в геофизике.
Ч. 1. Технологии мониторинга и разведки»).
DOI: 10.21455/std2016.3-2
Сорокин В., Чмырев В., Тронин А. Основы аэрокосмических методов мониторинга землетрясений. Германия: Palmarium Academic
Publishing, OmniScriptumGmbH&Co, KG,
2014. 156 p.
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ,
2017, том 96, № 3, с. 5–16
Chmyrev V.M., Isaev N.V., Serebryakova O.N.,
Sorokin V.M., Sobolev Ya.P. Small-scale plasma inhomogeneities and correlated ELF emissions in the ionosphere over an earthquake region // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997. V. 59.
P. 967–973.
Chmyrev V., Smith A., Kataria D., Nesterov B.,
Owen Ch., Sammonds P., Sorokin V., Vallianatos F.
Detection and monitoring of earthquake precursors: TwinSat, a Russia-UK satellite project // Advances in Space Research. 2013. V. 52.
P. 1135–1145.
Rogozhin E.A., Lutikov A.I., Sobisevich L.E., To
Shen, Kanonidi K.Kh. The Gorkha Earthquake of
April 25, 2015 in Nepal: tectonic position, aftershock process, and possibilities of forecasting the
evolution of seismic situation // Izvestiya. Physics
of the Solid Earth. 2016. V. 52, No. 4. P. 534–549.
DOI: 10.1134/S1069351316040078
Sorokin V.M., Chmyrev V.M. Atmosphere — ionosphere electrodynamic coupling // The
Atmosphere and Ionosphere: Dynamics,
Processes and Monitoring / Eds. V.L. Bychkov,
G.V. Golubkov, A.I. Nikitin. Dordrecht,
Heidelberg, London, New York: Springer, 2010.
P. 97–146. ISBN 978-90-481-3211-9.
Sorokin V.M., Pokhotelov O.A. Generation of ULF
geomagnetic pulsations during early stage of
earthquake preparation // J. Atmos. Solar-Terr.
Phys. 2010. V. 72. P. 763–766.
Sorokin V.M., Chmyrev V.M., Yaschenko A.K.
Electrodynamic model of the lower atmosphere
and the ionosphere coupling // J. Atmos. SolarTerr. Phys. 2001. V. 63. P. 1681–1691.
Sorokin V.M., Ruzhin Yu.Ya., Yaschenko A.K.,
Hayakawa M. Generation of VHF radio emissions
by electric discharges in the lower atmosphere
over a seismic region // J. Atmos. Solar-Terr.
Phys. 2011. DOI: 10.1016/j.jastp.2011.01.016
Sorokin V., Chmyrev V., Hayakawa M. Electrodynamic
Coupling of Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere of the Earth. New York: Nova Science
Publishers, Inc., 2015. 355 p. ISBN 978-1-63483030-0.
Tronin A. Satellite remote sensing in seismology. A review // Remote Sens. 2010. V. 2.
P. 124–150.
Wang Lanwei, Shen Xuhui, Yuan Shigeng, Zhang Yu,
Yan Rui. Introduction of the rst China seismoelectromagnetic satellite project // 2nd
International DEMETER Workshop, Paris,
France, October 10–12, 2011.
13

10.

Нестеров Б.Ф. и др.
Сведения об авторах
НЕСТЕРОВ Борис Федорович — заслуженный создатель ракетно-космической техники, главный конструктор – директор по развитию, АО «Технологии ГЕОСКАН». 121205, Москва, Инновационный
центр «Сколково», ул. Нобеля, д. 7, тел.: +7(904) 329-88-54, E-mail: [email protected]
ЧМЫРЕВ Виталий Михайлович — доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Генеральный директор, АО «Технологии
ГЕОСКАН». 121205, Москва, Инновационный центр «Сколково», ул. Нобеля, д. 7, тел.: +7(910)
469-92-65, E-mail: [email protected] (автор для переписки)
ШУТОВ Виктор Станиславович — кандидат экономических наук, заместитель генерального директора, АО «Технологии ГЕОСКАН». 121205, Москва, Инновационный центр «Сколково», ул. Нобеля,
д. 7, тел.: +7(985) 764-69-54, E-mail: [email protected]
АЛИМОВ Александр Михайлович — инженер первой категории, ПАО «РКК «Энергия»
им. С.П. Королева, 141070, г. Королев, Московская обл., ул. Ленина, д. 4А, тел.: +7(925) 729-12-71,
E-mail: [email protected]
METADATA IN ENGLISH
About the journal
NAUKA I TEKHNOLOGICHESKIE RAZRABOTKI (SCIENCE AND TECHNOLOGICAL
DEVELOPMENTS), ISSN: 2079-5165, eISSN: 2410-7948, DOI: 10.21455/std; https://elibrary.ru/title_
about.asp?id=32295; http://std.ifz.ru/. The journal was founded in 1992.
SPACE EXPERIMENT “AVIS”: DEVELOPMENT OF TECHNOLOGIES
FOR CREATION AND APPLICATION OF MULTIFUNCTIONAL
PICO- AND NANO-SATELLITE PLATFORMS
B.F. Nesterov1, V.M. Chmyrev2,1, V.S. Shutov1, A.M. Alimov3
1JSC
2Schmidt
3Public
“GEOSCAN Technologies”, Moscow, Russia
Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Joint-Stock Company “S.P. KOROLEV ROCKET AND SPACE CORPORATION
«ENERGIA»”, Moscow region, Russia
Corresponding author: V.M. Chmyrev, e-mail: [email protected]
Highlights
‒
‒
‒
‒
‒
14
Space experiment “AVIS, planned on the Russian segment of the ISS is described
Development, fabrication and ight testing of pico- and nanosatellites are planned
Sequence of development provides for incremental potential of equipment
Manual and automatic launches of satellites from ISS and “Progress” are provided
Pilot manufacturing of the satellites and launch devices has been begun

11.

Kосмический эксперимент «АВИС»…
Abstract. A brief description of the space experiment “AVIS”, carried out within the framework of
the “Long-term program of scienti c and applied research and experiments planned at the Russian
segment of the International Space Station (ISS RS)”, is presented. The program of works provides
for the development, fabrication and ight testing of a demonstration sample of a picosatellite and a
sequence of three working samples of nanosatellites with stage-by-stage growing functionality. The
main stages include the development of methods and means for controlling the separation of space
vehicles and monitoring their status in an autonomous mode and experimental development of technology for the rendezvous, docking, and undocking of nanosatellites in orbit. The onboard equipment also includes a launching device for launching pico and nano-satellites from the ISS RS by the
astronaut in manual mode and an automatic launch device for launching nano-satellites from the
Progress cargo vehicle (TGK) under commands from the ISS or a ground control station. At present,
within the experimental program, a set of working design documentation for the satellites and launch
devices has been created and work has been begun to manufacture test samples of the products.
Keywords: picosatellite, nanosatellite, international space station, ISS, separation, monitoring, rendezvous, docking.
Cite this article as: Nesterov B.F., Chmyrev V.M., Shutov V.S., Alimov A.M. Space experiment “AVIS”:
development of technologies for creation and application of multifunctional pico- and nano-satellite platforms. Nauka i Tekhnologicheskie Razrabotki (Science and Technological Developments).
2017. Vol. 96, No. 3. P. 5–16. DOI: 10.21455/std2017.3-1 [in Russian] (Special issue “Innovation in
Applied Geophysics”. Part. 1).
References
Chmyrev V.M., Isaev N.V., Serebryakova O.N.,
Sorokin V.M., Sobolev Ya.P. Small-scale plasma inhomogeneities and correlated ELF emissions in the ionosphere over an earthquake region, J. Atmos. Solar-Terr. Phys, 1997. Vol. 59,
pp. 967–973.
Chmyrev V., Smith A., Kataria D., Nesterov B.,
Owen Ch., Sammonds P., Sorokin V., Vallianatos F.
Detection and monitoring of earthquake precursors: TwinSat, a Russia–UK satellite project, Advances in Space Research, 2013. Vol. 52,
pp. 1135–1145.
Nesterov B.F., Chmyrev V.M., Markov A.V.,
Konovalova E.A. Picosputnik, Patent No. 2550241,
registered in the State Register of Inventions of the
Russian Federation April 04, 2015a [in Russian].
Nesterov B.F., Chmyrev V.M., Markov A.V.,
Evteev A.N., Kavardakova L.B. Transport-launch
Container for Launching Pico- and NanoSatellites, Patent No. 2541617, registered in
the State Register of Inventions of the Russian
Federation, January 14, 2015b [in Russian].
Rogozhin E.A., Ioganson L.I., Zavyalov A.D.,
Zakharov V.S., Lutikov A.I., Slavina L.B.,
Reisner G.I., Ovsyuchenko A.N., Yunga S.L.,
Novikov S.S. Potential Seismic Sources and
Seismological Precursors of Earthquakes are
the Basis of a Real Seismic Forecast, Moscow,
Svetoch-Plus, 2011, 368 p. [in Russian].
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ,
2017, том 96, № 3, с. 5–16
Rogozhin E.A., Chmyrev V.M., Pokhotelov O.A.,
Nesterov B.F. TWINSAT project: development of integrated aerospace and ground
technologies for early detection and monitoring of precursors to large scale natural disasters, Nauka i Tekhnologicheskie Razrabotki
(Science and Technological Developments).
2016. Vol. 95, No. 3, pp. 12–24, (Special issue “Import Substitution in Geophysics, Part 1.
Technologies of Monitoring and Investigation”).
DOI: 10.21455/std2016.3-2 [in Russian].
Rogozhin E.A., Lutikov A.I., Sobisevich L.E., To
Shen, Kanonidi K.Kh. The Gorkha Earthquake of
April 25, 2015 in Nepal: tectonic position, aftershock process, and possibilities of forecasting the
evolution of Seismic Situation, Izvestiya. Physics
of the Solid Earth. 2016. Vol. 52, No. 4, pp. 534–
549. DOI: 10.1134/S1069351316040078
Sorokin V.M., Chmyrev V.M. Atmosphere — ionosphere electrodynamic coupling, In: The
Atmosphere and Ionosphere: Dynamics,
Processes and Monitoring / Eds. V.L. Bychkov,
G.V. Golubkov, A.I. Nikitin, Dordrecht,
Heidelberg, London, New York: Springer, 2010,
pp. 97–146. ISBN 978-90-481-3211-9.
Sorokin V.M., Pokhotelov O.A. Generation of ULF
geomagnetic pulsations during early stage of
earthquake preparation, J. Atmos. Solar-Terr.
Phys., 2010, Vol. 72, pp. 763–766.
15

12.

Нестеров Б.Ф. и др.
Sorokin V.M., Chmyrev V.M., Yaschenko A.K.
Electrodynamic model of the lower atmosphere
and the ionosphere coupling, J. Atmos. Solar-Terr.
Phys., 2001, Vol. 63, pp. 1681–1691.
Sorokin V.M., Ruzhin Yu.Ya., Yaschenko A.K.,
Hayakawa M. Generation of VHF radio emissions
by electric discharges in the lower atmosphere
over a seismic region, J. Atmos. Solar-Terr. Phys.,
2011. DOI: 10.1016/j.jastp.2011.01.016
Sorokin V., Chmyrev V., Tronin A. Fundamentals of
Aerospace Methods of Earthquake Monitoring,
Germany, Palmarium Academic Publishing,
OmniScriptumGmbH & Co, KG, 2014, 156 p.
[in Russian].
Sorokin V., Chmyrev V., Hayakawa M. Electrodynamic
Coupling of Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere of the Earth. New York: Nova Science
Publishers, Inc., 2015. 355 p. ISBN 978-1-63483030-0.
Tronin A. Satellite remote sensing in seismology.
A review, Remote Sens., 2010. Vol. 2, pp. 124–150.
Wang Lanwei, Shen Xuhui, Yuan Shigeng, Zhang Yu,
Yan Rui. Introduction of the rst China seismoelectromagnetic satellite project, 2nd International
DEMETER Workshop, Paris, France, October
10–12, 2011.
About the authors
NESTEROV Boris Fedorovich — Honored creator of rocket and space technology, chief designer – development director, JSC “GEOSCAN Technologies”, 121205, Moscow, Innovation Center Skolkovo,
ul. Nobelya 7. Tel.: +7 (904) 329-88-54. E-mail: [email protected]
CHMYREV Vitaliy Mikhailovich — Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Chief Researcher,
Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. General Director, JSC
“GEOSCAN Technologies”. 121205, Moscow, Innovation Center Skolkovo, ul. Nobelya 7. Tel.: +7 (910)
469-92-65. E-mail: [email protected] (corresponding author)
SHUTOV Victor Stanislavovich — Candidate of Economic Sciences, deputy general director, JSC
“GEOSCAN Technologies”. 121205, Moscow, Innovation Center Skolkovo, ul. Nobelya 7. Tel.: +7 (985)
764-69-54. E-mail: [email protected]
ALIMOV Alexander Mikhailovich — engineer, Public Joint-Stock Company “S.P. KOROLEV ROCKET
AND SPACE CORPORATION «ENERGIA»”, 141070, Korolev, Moscow Region, ul. Lenina 4A.
Tel.: +7 (925) 729-12-71. E-mail: [email protected]
16