Tomsk-TPU-120, първата 3D отпечатана мисия CubeSat

Tomsk -TPU-120 3U CubeSat беше изстрелян от Байконур до МКС на 31 март 2016 г. в товарен кораб Progress-MS-2. Той ще бъде разположен на ръка по време на бъдещо руско космическо разходка (EVA), поради което има дръжка. 5-килограмовият наносателит е разработен от студенти в TPU (Томския политехнически университет), най-старият технически университет в азиатската част на Русия (основан през 1896 г.), за да тества новите космически материали - това ще бъде първото в света космическо превозно средство с 3D -печатана структура при разполагане. 12)

Според Алексей Яковлев, ръководител на Института за високи технологии на TPU, Tomsk-TPU-120 е първият в света сателит, който е разработен с помощта на 3D принтер. Цялата обвивка на сателит е изцяло 3D отпечатана с помощта на динамично моделиране. Комбинацията от тези технологии може значително да намали времето за разработка и броя на пълномащабните тестове, да намери нови инженерни решения и да намали разходите по проекта. 3) 4)

Алексей Яковлев обясни, че динамичното моделиране, заедно с 3D принтирането, позволяват на разработчиците да намалят теглото на сателита, да му придадат силни характеристики и да се противопоставят на вибрациите. "Настоящият проект е само първият етап от дългосрочен проект за разработване и създаване на малки, многоцелеви спътници. По-специално тази работа се отнася до създаването на орбитална група спътници, занимаващи се с много спешни проблеми, свързани с селското стопанство, горските пожари, изменението на климата и природните ресурси ", каза той.

Алексей Яковлев

Фигура 1: Снимка на наносателита Tomsk-TPU-120 (кредит за изображение: TPU)

През май 2016 г. Томският политехнически университет отпразнува своята 120-годишнина. Като част от честванията на 10-11 май Томск-TPU-120 беше активиран в МКС и предаде поздрав на жителите на Земята, записан от студенти от университета на 11 езика: руски, английски, немски, френски, португалски, китайски, Арабски, татарски, казахски, хинди и испански.

Фигура 2: Сателитът Tomsk-TPU-120 на борда на МКС беше включен на 10 май 2016 г. в 07:55 UTC и беше изключен на 11 май в 10:10 UTC за честването на 120-годишнината на университета: TPU)

Според Алексей Яковлев руските космонавти ще разположат сателита през юли 2017 г. от външната повърхност на МКС, нещо, което Яковлев определи като „трудна и скъпа процедура, предшествана от ремонт или модернизация на космическия пост. Експериментите със спътника бяха проведени не само на борда на МКС, но и на земята. Много радиолюбители от цял ​​свят успяха да хванат сателитен сигнал на своите радиостанции и публикуваха видеоклипове от него в Интернет. "

Яковлев добави, че след като бъде изведен в орбита, Томск-ТПУ-120 ще бъде в режим на безплатен полет за около шест месеца. През това време, каза той, орбитата му постепенно ще отпадне и в крайна сметка е планирано да навлезе в плътните слоеве на атмосферата, където ще бъде разрушена. Той също така каза, че през ноември 2016 г. руската федерална космическа агенция Roscomos одобри експерименти за създаване на спътници CubeSat на борда на МКС с помощта на 3D принтер и след това да ги пусне в орбита.

Статус на мисията

• 12 април 2018 г .: В навечерието на Деня на космонавтиката делегация на TPU дари на Музея на космонавтиката (Москва) копие от спътника Tomsk-TPU-120, който е първият автомобил в света, базиран на 3D технологии и състоянието на художествени материали. 5)

- Директорът на Училище за усъвършенствани производствени технологии Алексей Яковлев отбеляза: „От името на дизайнерите и създателите на космическия кораб, включително Томския политехнически университет, Ракетно-космическата корпорация Енергия и Института по физика на якостта и науките за материалите СО РАН, ние представяме действащия Томск -TPU-120 спътник до Космонавтичния музей. Бихме искали тя да бъде запазена за историята и да служи за развитие на космическата индустрия чрез популяризиране на космическите технологии и повишаване на интереса към нея. TPU сателитът може да се използва за професионално ориентиране сред младите хора. "

- Алексей Яковлев подчерта, че два напълно функционални спътника трябва да бъдат произведени в съответствие с изискванията. Единият покорява космоса, другият остава на Земята. Това е второто копие на сателита Tomsk-TPU-120, специално създаден за 120-годишнината на университета, който е дарен на музея.

Фигура 3: Снимка на Алексей Яковлев, който предава 3U CubeSat на музея. Музеят получи работно копие на спътника и като полетно копие беше тестван и сертифициран. Нашата цел беше да наблюдаваме поведението на материалите, използвани за 3D отпечатване на спътника при екстремни температури на орбитата, т.е. от -150 +150 ° C.

Забележка: Проектът Tomsk-TPU-120 не казва нищо за операциите на мисията 3U CubeSat и продължителността на операциите след разполагането от МКС.

• Внедряване на Tomsk-TPU-120 CubeSat: 6) На 17 август 2017 г. Томск-TPU-120, първият руски космически кораб, отпечатан с 3D, беше разположен от МКС. В 17:37 ч. Московско време космонавтите от Роскосмос Фьодор Юрчихин и Сергей Рязански отвориха изходния люк на докинг отделението на Pirs (SO1) и започнаха да работят по космическото си пътешествие [EVA (Extravehicular Activity) на външната повърхност на МКС]. Наносателитът Tomsk-TPU-120 беше разположен ръчно.

Фигура 4: Фьодор Юрчихин държи наносателита Томск-ТПУ-120 от външната страна на МКС. Снимката е заснета от камерата на GoPro, прикрепена към космическия костюм на космонавта. НАСА също регистрира разполагането на спътника (кредит за изображение: Роскосмос, НАСА)

Фигура 5: Снимка на разгърнатия наносателит Tomsk-TPU-120 (кредит за изображение: Роскосмос)

Всичко беше направено със съдействието на нашите партньори, т.е. ISPMS SB RAS и RSC Energia. „Това е наистина историческо събитие, за което поздравявам всички членове на общността на ТПУ“, обърна се ректорът на ТПУ Петр Чубик по Skype от Центъра за контрол на мисията Роскосмос.

Генералният директор на RSC "Енергия" Владимир Солнцев поздрави TPU за успешното изстрелване на спътника чрез Центъра за управление на полети на студентите TPU и добави: „Сега Томск може да се нарече„ космическа земя “.

Наносателитът Tomsk-TPU-120 с 3D отпечатани обвивки ще тества въздействието на средата с ниска околоземна орбита върху състава на 3D печатни материали.