Российские маневрирующие наноспутники

[Bart Hendrickx]

Мне кажется, этой теме стоит посвятить отдельную ветку, поскольку в России за последние годы сделано немало работы в этой области. Были проведены и еще проводятся интересные эксперименты на орбите, которые почему-то широко не афишируются.
 
ГЕОСКАН-ЭДЕЛЬВЕЙС
 
Первым росскийским маневрирующим наноспутником был Геоскан-Эдельвейс (кубсат формата 3U), один из попутчиков иранского КА ДЗЗ Хайям в авугсте 2022 г. Спутник оснащался газовой двигательной установкой разработки ОКБ Факел (рабочее тело: азот). Подробное описание ДУ можно найти здесь:
https://mai.ru/upload/iblock/e5b/nki3lhlp7m2u7mjt387xrq307m5fkl39/12.pdf

Вы не можете просматривать это вложение.


В августе 2023 г. Геоскан сообщил об испытаниях ДУ:
 
https://www.geoscan.ru/ru/blog/v-rossii-vpervye-provedeny-uspeshnye-letnye-ispytaniya-dvigatelya-dlya-kubsatov
 

Первые тесты прошли еще в апреле-мае: мы проверили работу ресивера, пережгли клапан между ним и баллонами высокого давления, заправили его и провели пробные импульсы. В июле мы продолжили эксперименты. Теперь нужно было зафиксировать создаваемое двигателем ускорение с помощью акселерометра, установленного на космическом аппарате — прибор позволяет определить, какое приращение скорости обеспечивает двигатель.
...
Испытания прошли успешно: двигатель выполняет свою основную задачу и, по оценкам специалистов Геоскана, при наиболее эффективной модели маневра и выпуске всего запаса рабочего тела в баллонах (азот) изменение высоты круговой орбиты может составить до 12 км. Для этого необходимо произвести больше 30 импульсных включений ГДУ.

Несмотря на эти планы, значительные подъемы орбиты во время полуторалетнего полета этого спутника не наблюдались:
 
https://celestrak.org/satcat/table-satcat.php?CATNR=53385
 
 
CSTP-1.1 / CSTP-1.2 / Polytech Universe-3
 
В июне 2023 г. вместе с КА Метеор-М N°2-3 были запущены маневрирующие кубсаты (формата 3U) CSTP-1.1 (2023-091AN  / NORAD 57202), CSTP-1.2 (2023-091W / NORAD 57186) и Polytech Universe-3 (PU-3) (2023-091AB / NORAD 57191).  Они были построены Специальным технологическим центром (СТЦ) в Санкт-Петербурге (PU-3 в сотрудничестве с Санкт-Петербугским политехническим университетом). О наличии ДУ на всех трех спутниках СТЦ сообщил до старта:
 

27 июня состоится второй для СТЦ запуск малых космических аппаратов (МКА) стандарта CubeSat с космодрома Восточный. Спутники формата 3U - CSTP-1.1, CSTP-1.2, а также совместная разработка с СПбПУ им. Петра Великого «Политех Юниверс-3» будут запущены на ракете-носителе «Союз-2.1б» в качестве попутной полезной нагрузки совместно со спутником «Метеор-М» №2-3.

 Космические аппараты предназначены для решения задач отработки новых технологий разработки бортовых систем МКА, а также анализа электромагнитного спектра излучающих радиоисточников на поверхности Земли. Кубсаты оснащены трехосной системой ориентации и стабилизации, высокоскоростным каналом сброса научных данных и двигательной установкой.

Некоторые подробности о ДУ появились в буклете о спутнике PU-3:
https://spacepi.space/uploads/Buklet_Politeh_Yunivers_3_75aeaea41d.pdf

Вы не можете просматривать это вложение.

Подробное описание ДУ  (разработки СТЦ) можно найти в этой статье (2023 г.):
https://mai.ru/upload/iblock/384/0pzncidf2kw1c21kjbxcnuwubor2f5he/16-BabaninaGasanbekovProkhorenko.pdf
Рабочее тело - фреон. Был разработан и вариант двигателя для кубсатов формата 12U.

Вы не можете просматривать это вложение.
 
3 октября 2023 г. СТЦ выпустил этот пресс-релиз:
 

Продолжаем рассказывать об успехах наших кубсатов в космическом пространстве – в результате проведения серии орбитальных маневров специалисты СТЦ свели три кубсата в единый кластер. Свои миссии МКА продолжают выполнять уже более трех месяцев. 
 
 После выведения космических аппаратов на околоземную орбиту они находились на значительном расстоянии относительно друг друга, порядка 8000 км. В результате проведения маневров удалось сформировать единый кластер спутников с расстоянием около 200 км. Их сведение позволяет провести эксперименты по совместному решению задач в области мониторинга электромагнитного спектра.

Об этих экспериментах в дальнейших пресс-релизах СТЦ ничего не сообщалось, хотя есть чем-то хвастаться. Это стало ясно, когда в начале этого года вышла научная статья  о маневрах этих спутников в «Вестнике Московского авиационного института»:
https://mai.ru/upload/iblock/112/zfwagla3uqgxbwghzylbhih3y0lo452l/18-BogatyrevDenisovMedvedevKovalchuk.pdf
 
Речь почему-то идет только о спутниках CSTP-1.1 и PU-3. CSTP-1.2 в статье вообще не упоминается, хотя, судя по пресс-релизу СТЦ, он тоже считался частью сформированного кластера.
 

Эксперименты по формированию кластера выполнялись с сентября по октябрь 2023 года. С момента завершения этапа формирования кластера и по настоящее время реализуется этап поддержания кластера.
...
На рис. 5 показано изменение расстояния между МКА на этапе формирования кластера.

Вы не можете просматривать это вложение.

На рис. 6 показано изменение расстояния между МКА на этапе поддержания кластера в течение 11 месяцев с начала ноября 2023 года по середину сентября 2024. График изменения расстояния между МКА на этапе поддержания кластера в период с ноября 2023 по сентябрь 2024. Из рис. 6 видно, что в течение 11 месяцев с применением предложенной методики удалось удерживать расстояние между МКА в заданном диапазоне расстояний за исключением незначительных выходов из него. При этом средняя частота проведения маневров коррекции составляет около одного раза в месяц.
Вы не можете просматривать это вложение.

 В табл. 3 представлены оценка суммарных затрат РТ, полученная  с помощью формулы (9), навыполнение маневров формирования и поддержания кластера и прогнозируемый остаток Ртна каждом МКА, а также оценочная выработка и прогнозируемый остаток СХС. Исходя из значений, представленных в табл. 3, следует, что затраты на формирование кластера значительно превышают затраты на его поддержание. При этом суммарные затраты РТ на обоих МКА в составе кластера не превышают 20% от начального запаса РТ.
Вы не можете просматривать это вложение.
 
При сохранении уровня расхода РТ до 5 г в месяц на совершение маневров поддержание кластера МКА CSTP-1.1 – PU-3 может быть реализовано на протяжении всего оставшегося срока активного существования МКА.

CSTP-1.1 и PU-3 продолжают летать в непосредственной близости, хотя заметные маневры за последние месяцы не проводились. Последние параметры орбиты:

CSTP-1.1:  514х529 км  97.5622°
PU-3:        510x533 км  97.5557°
разница в RAAN  составляет 0.6719°
 
CSTP-1.2, который находится на более низкой орбите (485x515 км), проводил несколько небольших коррекций орбиты еще в прошлом месяце.
 
 
CSTP-2.1 / CSTP-2.2 / CSTP-2.10
 
С КА Ионосфера-М1 N°1 и N°2 в ноябре 2024 г. полетели шесть кубсатов СТЦ:  CSTP-2.1, CSTP-2.2, CSTP-2.10 (он же Владивосток-1), CSTP-2.11, Polytech Universe 4 и Polytech Universe 5.  СТЦ сообщил о наличии ДУ только у CSTP-2.10, который был создан вместе с  Дальневосточным федеральным университетом.
 

8-юнитовый аппарат «CSTP-2.10» позволит измерять концентрацию космических частиц в околоземном пространстве в интересах Росгидрометра. Его уникальность заключается в наличии двигательной установки и системы навигации, устойчивой к сложной помеховой обстановке. На борту также имеется экспериментальный образец звездного датчика собственной разработки СТЦ.

Американские орбитальные данные показывают, что маневрирует три объекта этого запуска: 2024-199S (NORAD 61751), 2024-199AS (NORAD 61775) и 2024-199AU (NORAD 61777) . К этим обозначениям в американском каталоге пока не привязаны названия спутников, но из других источников можно узнать, что это CSTP-2.10/Владивосток-1, CSTP-2.2 и CSTP-2.1 соответственно. На рисунке последних двух спутников действительно видна ДУ, которая похожа на ДУ КА PU-3. Это кубсаты формата 3U, для которых объявлена такая же миссия, как и для CSTP-1.1, 1.2 и PU-3 («радио- и радиотехнический мониторинг»).

Вы не можете просматривать это вложение.

 
Они сейчас летают друг за другом на расстоянии всего нескольких десятков километров.

CSTP-2.1: 454x481 км  97.3504°
CSTP-2.2: 453x482 км  97.3505°
Разница в RAAN составляет 0.0061°
 
Оба спутника регулярно маневрируют. Видимо, повторяются эксперименты, которые проводились (и, возможно, еще проводятся) с помощью CSTP-1.1 и PU-3. CSTP-2.10 летает на более высокой орбите (468х486 км) и, скорее всего, выполняет свою собственную программу полета. Он проводил несколько небольших коррекций орбиты в мае.
 
Остается вопрос, с какой целью некоторые из этих спутников совершают групповые полеты. Возможно, изучается возможность геолокации источников глушения спутниковых сигналов.  См. тезисы доклада специалистов СТЦ и Санкт-Петербургского политехнического университета на конференции в 2022 г.:
 
https://elibrary.ru/item.asp?id=44422074
 

Свранительная эффективность двух разностно-дальномерных методов спутниковой геолокации

Для определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) применяются инструменты спутниковой геолокации (СГЛ) [1, 2, 4]. При этом земная станция СГЛ (ЗС СГЛ) осуществляет раздельный прием разнесенными антеннами сигналов «основного» спутника-ретранслятора (СР1), ресурс которого некорректно используется, и «соседних» СР2 и СР3, которые ретранслируют сигнал того же ИРИ, принятый ими вследствие наличия боковых лепестков диаграммы направленности передающей антенны рассматриваемого ИРИ [1, 5]. Путем совместной обработки принятых сигналов на ЗС СГЛ можно получить оценки координат ИРИ.
...

Спутниковая геолокация имеет разные военные применения, в том числе и в радиоэлектронной борьбе (которая, кстати, одно из основных направлений деятельности СТЦ). Это, возможно, и объясняет, почему эти эксперименты особо не афишируют.
 
С Ионосферами-М N°3 и 4 на этой неделе будут запущены CSTP-4.1, 4.2, 4.3 и 4.4. Вполне возможно, что это аналогичные спутники. Стоит следить за возможными маневрами.

[Iv-v]

Про VERA и 5 Поколение тоже будет?

[Iv-v]

Остается вопрос, с какой целью некоторые из этих спутников совершают групповые полеты. Возможно, изучается возможность геолокации источников глушения спутниковых сигналов. 

Чой сразу-то "глушения"? Для американского аналога декларируется целый список мирных задач типа дополнения к AIS и определения координат аварийных маяков.
https://en.wikipedia.org/wiki/HawkEye_360#Maritime_usage

[Bart Hendrickx]

Чой сразу-то "глушения"? Для американского аналога декларируется целый список мирных задач типа дополнения к AIS и определения координат аварийных маяков.
https://en.wikipedia.org/wiki/HawkEye_360#Maritime_usage

Это на базе упомянутого доклада Специального технологического центра и Санкт-Петербургского политехнического университета (разработчки спутников CSTP и Polytech Universe) об использовании кластера спутников для геолокации источников несанкционированных сигналов (правда, это не обязательно системы глушения).
 
Просто подозрительно, что о назначении спутников CSTP ничего не говорится кроме «анализа электромагнитного спектра излучающих радиоисточников на поверхности Земли». И хотя СТЦ выпустил пресс-релиз о групповом полете PU-3/CSTP-1.1 и опубликовал о нем научную статью, o его целях умалчивает. О нынешнем групповом полете CSTP-2.1 и 2.2 СТЦ  пока вообще ничего не сообщил.
 
Не забудем, что эта комания ориентирована в основном на решение военных задач.  Могу еще добавить, что в 2024 г. два сотрудника СТЦ выступали на конференции «Проблемы создания и применения космических аппаратов и средств выведения в интересах решения задач Вооруженных сил Российской Федерации» (организованной Академией Можайского).  Тема их доклада (на закрытой сессии) была  «Результаты летных испытаний и отработка конструкторско-технологических решений для малых космических аппаратов».

[Bart Hendrickx]

Американские орбитальные данные показывают, что маневрирует три объекта этого запуска: 2024-199S (NORAD 61751), 2024-199AS (NORAD 61775) и 2024-199AU (NORAD 61777) . К этим обозначениям в американском каталоге пока не привязаны названия спутников, но из других источников можно узнать, что это CSTP-2.10/Владивосток-1, CSTP-2.2 и CSTP-2.1 соответственно. На рисунке последних двух спутников действительно видна ДУ, которая похожа на ДУ КА PU-3. Это кубсаты формата 3U, для которых объявлена такая же миссия, как и для CSTP-1.1, 1.2 и PU-3 («радио- и радиотехнический мониторинг»).

Они сейчас летают друг за другом на расстоянии всего нескольких десятков километров.

CSTP-2.1: 454x481 км  97.3504°
CSTP-2.2: 453x482 км  97.3505°
Разница в RAAN составляет 0.0061°
 
Оба спутника регулярно маневрируют. Видимо, повторяются эксперименты, которые проводились (и, возможно, еще проводятся) с помощью CSTP-1.1 и PU-3.
 

Оказывается, что в этот кластер входит и Polytech Universe 4:
459x476 км  97.3514°

CSTP-2.1 «лидер», CSTP-2.2 и PU-4 «ведомые». PU-4 не имеет ДУ, активными являются только CSTP-2.1 и 2.2. Так что в тандеме летают три кубсата. Они явно делают что-то, связанное с геолокацией. Это и одна из объявленных миссий PU-4: «корректировка ошибок и повышение точности работы наземных систем геопозиционирования». Только о совместной работе со спутниками CSTP в публикациях Санкт-Петербургского политехнического университета ничего не говорится.
 
Выше я уже привел доклад специалистов СТЦ/СПбПУ об использовании тройки спутников для геолокации несанкционированных источников радиоизлучения. Подробнее об этом методе исследователи СТЦ/СПбПУ пишут в этих патентах:
https://yandex.ru/patents/doc/RU2755058C1_20210914
https://yandex.ru/patents/doc/RU2749456C1_20210611

Вы не можете просматривать это вложение.
 
Этот же коллектив исследователей опубликовал патент с названием «Способ устройства активной радиомаскировки местоположение земной станции».
 
https://patents.s3.yandex.net/RU2707878C1_20191202.pdf
 
По словам авторов, изобретение может быть использовано «для защиты от средств воздушного и космического радиомониторинга». Если читать между строк, то, речь, видимо, идет о радиомаскировкe электромагнитных излучений, чтобы затруднить их прием и анализ с помощью мультиспутниковых систем радиотехнической разведки. Хотя, наверно, возможны и другие интерпретации. 

[Iv-v]

Вот тут видны тройки:

[cross-track]

Вот тут видны тройки:

Начинаем неделю с большой новости – скорость передачи данных с наших МКА на Землю достигла 60-100 Мбит/с. Ее удалось зафиксировать после проведения ряда технологических улучшений методического и программного обеспечения миссии.

Эти данные уникальные в мировом значении для кубсатов формата 3U. Мы можем смело отметить, что предприятие совершило очередной технологический прорыв!

Опять уникальность?
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?msg=2695530

[zandr]

Родственная тема
Современные отечественные маневрирующие микроспутники

[Bart Hendrickx]

3 октября 2023 г. СТЦ выпустил этот пресс-релиз:
 

Продолжаем рассказывать об успехах наших кубсатов в космическом пространстве – в результате проведения серии орбитальных маневров специалисты СТЦ свели три кубсата в единый кластер. Свои миссии МКА продолжают выполнять уже более трех месяцев. 
 
 После выведения космических аппаратов на околоземную орбиту они находились на значительном расстоянии относительно друг друга, порядка 8000 км. В результате проведения маневров удалось сформировать единый кластер спутников с расстоянием около 200 км. Их сведение позволяет провести эксперименты по совместному решению задач в области мониторинга электромагнитного спектра.

Об этих экспериментах в дальнейших пресс-релизах СТЦ ничего не сообщалось... 

Не заметил сообщение СТЦ от 27 июня 2025 г. по поводу второй годовщины запуска спутников CSTP-1.1, CSTP-1.2 и PU-3. Подтвердилось, что продолжается совместная работа CSTP-1.1 и PU-3.

Вы не можете просматривать это вложение.

Сегодня наши три кубсата второй космической миссии СТЦ — CSTP-1.1, CSTP-1.2, PU-3 – отмечают свой второй день рождения на орбите. Малые спутники продолжают выполнять целевые задачи, передавая ценные данные на высоких скоростях.
 
 Если кратко в цифрах, то за два года выполнено:
 -более 12 500 сеансов связи;
-более 900 сеансов передачи данных;
-87 маневров;
 и получено более 170 Гб целевой информации.
 
Также сотрудниками центра управления полетами успешно отработана технология орбитального маневрирования – больше полутора лет два спутника CSTP-1.1 и PU-3 двигаются в кластере и выполняют работу совместно.

 
Получена летная квалификация ключевых бортовых систем спутников и подтверждена их работоспособность в условиях высокой вспышечной активности Солнца и сильнейших магнитных бурь, что подтверждает большую устойчивость, надежность и ресурс спутников разработки СТЦ.

Сегодня были запущены CSTP-4.1, 4.2, 4.3 и 4.4. СТЦ в конце мая опубликовал фотографию спутников перед их отправкой на Восточный.

Вы не можете просматривать это вложение.

Проводы группировки из четырех малых космических аппаратов производства СТЦ прошли в волнительной обстановке. Их отправка на околоземную орбиту запланирована на 25 июля этого года. 3-юнитовые кубсаты будут решать задачи, связанные с радиомониторингом эфира в широком диапазоне частот. Благодаря использованию SDR технологий, полезные нагрузки обеспечивают максимальную гибкость и эффективность применения.

На верхней части видны ДУ, так что можно ожидать маневры и этих спутников.
 

[Iv-v]

Вы не можете просматривать это вложение.
Вы не можете просматривать это вложение.
Вы не можете просматривать это вложение.

https://smotrim.ru/video/3041944

[Bart Hendrickx]

IMG_20251103_150232.jpg

https://smotrim.ru/video/3041944

В американском каталоге не указано, какими из объектов этого запуска являются CSTP-4.1, 4.2, 4.3 и 4.4, но это должны быть:
2025-155G (64882): 489x497 км
2025-155H (64883): 489x497 км
2025-155J (64884): 488x497 км
2025-155V (64895): 490x497 км

Они летят в тандеме (как в скриншоте) и объект J маневрировал в сентябре-октябре.

Вы не можете просматривать это вложение.

[whist]

График выглядит несколько перегруженным. Может, достаточно оставить несколько кривых, например так?

[Старый]

График выглядит несколько перегруженным. Может, достаточно оставить несколько кривых, например так?

А там можно вывести период? 
Или апогей и перией для спутников которые не сходят с орбиты? 

[whist]

График выглядит несколько перегруженным. Может, достаточно оставить несколько кривых, например так?

А там можно вывести период?
Или апогей и перией для спутников которые не сходят с орбиты?

Нет. Там можно только сократить вывод тех данных, которые присутствуют на полном графике. Посмотри на мой график, там в самом низу выделены SMA and Eccentricity, а параметры, которые я убрал - слабо-серого цвета.

[Старый]

Жаль.

[whist]

График выглядит несколько перегруженным. Может, достаточно оставить несколько кривых, например так?

А там можно вывести период?
Или апогей и перией для спутников которые не сходят с орбиты?

Это можно посмотреть здесь:
https://www.satcat.com/sats/64884

[Старый]

Это можно посмотреть здесь:
https://www.satcat.com/sats/64884

Угу, спасибо.