В рамках реализации проекта «Разработка, испытание и подготовка к запуску малого космического аппарата “КАИ-1”» по программе «Дежурный по планете» Всероссийского проекта Space π обучающиеся лицея провели эксперименты, подтверждающие работоспособность их тестовой установки.

Конструкция является технологическим образцом полезной нагрузки малого космического аппарата (МКА) КАИ-1 формата Кубсат 3U – первого в Республике Татарстан школьного спутника Земли. Габаритные размеры CubeSat-3U – 30х10х10 см.

Напомним, СУНЦ Инженерный лицей-интернат КНИТУ-КАИ в марте 2021 года выиграл грант Фонда содействия инновациям в размере 2,5 млн рублей на разработку, испытание и подготовку к запуску малого космического аппарата «КАИ-1» по программе «Дежурный по планете». Софинансирование проекта в размере  2,5 млн. рублей осуществлено АО «Татнефтехиминвест-холдинг».

Проектную группу учащихся сопровождали доцент кафедры ЭКСПИ ИРЭФ-ЦТ Игорь Васильев и доцент кафедры РФМТ ИРЭФ-ЦТ Артём Кузнецов Анатольевич и студент 4 курса Института радиоэлектроники, фотоники и цифровых технологий Шамиль Валиуллин.

В итоге 9-10-классники Руслан Насибуллин, Азамат Каримов, Кирилл Богданов, Амирхан Шакиров, Булат Рахманов и Карим Гилмутдинов в ходе эксперимента сняли показания тепловых характеристик объектов в зависимости от времени.

В качестве испытуемого объекта был стакан со снегом, начальная температура которого составила около +6°С, конечная +26°С, продолжительность эксперимента составила 1 час и 7 минут. Данные эксперимента заносились в график каждые 2 минуты. В результате данного эксперимента было выявлено, что разработанная система корректно измеряет температуру оптическим способом в диапазоне температур +6°С…+26°С. Устройство работало стабильно и без перебоев.

Также ребята провели второй эксперимент, который заключался в изучении и сборке системы, которая позволяет делать фотоснимки поверхности Земли в заданные интервалы времени. Была собрана базовая модель системы «камера – микрокомпьютер», при помощи которой изображения с микрокомпьютера поступали на ПК «ЦУП» (Центр Управления Полетами). Данный эксперимент также удался.

Разрабатываемая система представляет собой сборку из нескольких модулей – теплового насоса, блока оптического излучателя и приемника, системы питания, и AVR микроконтроллера, осуществляющего стабилизацию температуры и вывод состояния системы на OLED дисплей. Оптическая часть представляет собой замкнутый контур, в центре которого установлен элемент чувствительный к температурным колебаниям.

Тепловой насос построен на основе элемента Пельтье и позволяет поддерживать тепловой режим лазерного излучателя и приемника для исключения влияния внешней среды на стабильное измерение параметров системы. Сборка из термодатчиков позволяет поддерживать заданную температуру оптической части. Управление тепловым насосом осуществляется при помощи силового драйвера. Заданная температура поддерживается благодаря реализованному PID алгоритму на AVR микроконтроллере, таким образом получается замкнутая система.

Следующие этапы работ заключаются в окончательной сборке отдельных модулей в цельный комплекс, проверке на тестовых стендах, проведении наземных экспериментов.

Запуск спутника на орбиту запланирован на IV квартал 2022 года, ожидается, что спутник будет находиться на орбите Земли в течение 1-2 лет и передавать на планету полезную информацию.