50 лет назад в радиоэфире зазвучал "Кедр" — позывной первого человека в космосе... А сегодня с позывным Юрия Гагарина на орбиту выходит уникальный спутник, созданный совместно российскими студентами и пенсионерами из NASA!

Спутник, созданный студентами и пенсионерами, — бред какой-то, скажут многие! И будут неправы! Ибо любительские спутники — это реальность, и история их существования насчитывает десятки лет...

Первый любительский спутник на самом деле был...совсем не любительским — его создавали силами всей космической науки и техники СССР, ведь речь идет о самом первом искусственном спутнике Земли, том самом "шарике с ножками", запущенном 4 октября 1957 года. Sputnik стал понятным каждому международным словом, открыл космическую эру, прославил Советский Союз, с его помощью мы уделали Штаты, но почему же его называют любительским? Да потому, что радиосигналы спутника на частоте 20 МГц были не зашифрованы, а открыты для всех и каждого, и тысячи радиолюбителей мира в любой точке планеты принимали на самодельные приемники его знаменитое "бип-бип"!

В шестом номере журнала "Радио" за 1957 год были опубликованы подробные инструкции, как настроить аппаратуру на прием сигналов спутника, и наблюдения энтузиастов-радиолюбителей СССР и всего мира немало дали для изучения распространения радиоволн в верхних слоях ионосферы, ведь знаний о космической радиосвязи у ученых тогда было очень мало...

Тот самый Sputnik-1

В те годы космос был стратегическим полем битвы умов и наук, успехами космонавтики фактически бескровно "воевали" две супердержавы. Трудно поверить, что побродить по полю этой войны технологий допускали каких-то чайников-любителей! Но тем не менее это так. После первого спутника на орбиту стали регулярно отправляться космические аппараты, назначение которых было не военным или сугубо промышленным, а стимулирование интереса к космосу у обычных людей!

За любительскими спутниками была закреплена классификация OSCAR, что означало Orbiting Satellites Carrying Amateur Radio, "Орбитальные спутники, несущие любительское радио". Первые OSCAR лишь позволяли принимать свои сигналы (казалось бы, примитив, но в конце 50-х это было просто фантастикой!), а уже третий OSCAR был оснащен ретранслятором, через который провели радиосвязи друг с другом тысячи радиолюбителей из 16 стран мира!

В СССР любительские спутники создавались при участии небезызвестного ДОСААФ и различных НИИ, связанных с космической техникой, за рубежом энтузиасты, как правило, работали в коммерческих компаниях из сферы авиации и космоса (типа Lockheed Martin) и были студентами университетов. Функционируют эти спутники от нескольких дней до нескольких лет, на них устанавливается аппаратура для аналоговой и цифровой связи, фотоаппаратура, обкатываются некоторые экспериментальные технологии в рамках институтских программ обучения. С 60-х годов и по наши дни было запущено более 50 спутников серии OSCAR и примерно столько же менее значительных, не зачисляемых в список Orbiting Satellites Carrying Amateur Radio. Сегодня для крупных технических институтов во всем мире запуск собственного спутника силами студентов стал модным трендом!

Любительский спутник Fastrac, запущенный в ноябре 2010 года силами студентов лаборатории разработки спутников Техасского университета

Сейчас на орбиту вышел очередной любительский спутник — спутник "Кедр" с одноименным позывным, которым работал в эфире 50 лет назад Юрий Гагарин! Спутник создан студентами Юго-западного государственного университета (Курск) совместно с американцами и уникален в первую очередь тем, что впервые в мире на любительском спутнике установлена настоящая научная аппаратура для исследования космоса!

Впрочем, более подробно о создании спутника рассказал F5 Валерьян Алексеевич Пиккиев, руководитель приборостроительного факультета, кафедры конструирования и технологии электронно-вычислительных средств ЮЗГУ:

— На кафедре есть студенческий радиоклуб, и мы очень давно сотрудничаем с РКК "Энергия" в области проведения сеансов любительской радиосвязи с космонавтами МКС. РКК "Энергия" и помогла нам запустить спутник в рамках молодежной образовательной космической программы — бесплатно.

Этот спутник был создан совместно студентами радиоклуба нашего института и американцами из Хьюстона — Amateur Radio International Space Station. Это бывшие инженеры NASA, которые уже на пенсии (хотя среди них есть и действующие сотрудники).

Мы делали для "Кедра" систему питания и научную аппаратуру. Остальные системы и сборку вели в Хьюстоне. Это первый любительский спутник с реальным научным оборудованием — до этого исследовательской техники на любительских сателлитах не было никогда!

"Кедр"

— Что изучает "Кедр"?

— На спутнике установлен прибор для исследования физических свойств космоса. Наш прибор изучает неравномерности плотности вакуума. Если это объяснить человеческим языком, то с его помощью мы собираемся выяснить, есть ли в космосе облака-скопления молекул газов или молекулы газов равномерно распределены. Если облака обнаружатся, будем искать их связь с земной поверхностью, с экологией Земли. Попытаемся привязать к этому мониторинг последствий техногенных катастроф и т.д.

— Как спутник попадет на орбиту Земли?

— После того как челнок "Прогресс" доставил спутник вместе с другим грузом на МКС, его проверят сперва на борту станции, а затем 16 февраля выпустят на орбиту — образно говоря, "выпихнут за дверь", в свободный полет. Но процедура эта совсем не так проста, как кажется, — спутник нужно отпускать в свободный полет против вектора скорости космической станции, под углом 30 градусов... в общем, весьма непростая задача. Для подготовки к ней космонавты тренировались в бассейне еще на земле — все как положено.

Запускать спутник должен был космонавт Федор Юрчихин из 25-го экипажа МКС, но поскольку мы задержались с отправкой на станцию, то теперь будет делать, вероятно, Александр Калери, член 26-го экипажа, который работает на МКС сегодня. Дело в том, что запуск планировался в ноябре, но спутник, который везли из Хьюстона, задержался на таможне. По плану улететь не удалось — полетели на один рейс позже, 30 января 2011 года грузовым кораблем "Прогресс М-09М".

— Какие высоты, скорости?

— Сперва орбита спутника будет совпадать с орбитой МКС — то есть он будет летать на высоте примерно 350 км от поверхности Земли. "Кедр" будет делать 16 оборотов вокруг Земли в сутки при скорости 28 000 км/ч.

Шесть месяцев он будет вращаться, постепенно снижаясь до высоты приблизительно в 100 км. После чего войдет в плотные слои атмосферы и сгорит. Все эти шесть месяцев мы и все желающие будем получать от него сигнал. Достаточно длительный срок работы планируется благодаря специальной теплоизоляции аккумулятора от космического холода и солнечным батареям.

— Что за сигналы будет передавать спутник?

— Помимо своего позывного "Кедр" спутник будет передавать аудиоприветствия на 25 языках мира и фотографии планеты в режиме SSTV — телевидения с медленной разверткой. Разрешение камеры, впрочем, невысокое — это ведь не разведывательный аппарат, и фотосъемка не основная задача.

Аудио и фото сможет принять любой желающий при наличии соответствующей аппаратуры, а создатели аппарата дополнительно будут получать от него телеметрию с научной аппаратуры.

— Что нужно для приема сигналов со спутника?

— Нужна самая обычная радиолюбительская УКВ-аппаратура. УКВ-приемник или радиостанция, настроенная на 145.950 МГц — частоту из международного любительского диапазона 144–146 МГц, антенна на крыше и компьютер. Голосовую передачу спутника можно принять и на динамик радиостанции, а чтобы принять изображение, нужно подключить аудиовыход приемника к входу звуковой карты компьютера, на котором установлена программа раскодировки — например, MixW.

Скажем, над Москвой спутник пролетает четыре раза за сутки и находится в зоне радиовидимости около десяти минут. В течение этого времени можно принимать его сигналы. Рассчитать время, в которое спутник будет в зоне радиовидимости, можно при помощи специальных программ расчета траекторий спутников — например, "Орбитрона" (Orbitron).

Международную космическую станцию многие радиолюбители во всем мире ухитряются принимать даже на несложные штыревые антенны, но у МКС мощность передатчика 5 Вт, а у "Кедра" в пять раз слабее - 1 Вт. Поэтому антенны нужны более сложные — у тех, кто занимается любительской УКВ-связью, такие имеются. Например, у нас в студенческом радиоклубе мы используем стек (тандем) из двух антенн, каждая из пяти элементов, установленных на поворотном антенном устройстве Yeasu G5500. Компьютерный интерфейс поворотного устройства поддерживается программой "Орбитрон", и антенна сама настраивается на необходимый участок неба и отслеживает спутник во время прохода его по зоне радиовидимости.

Любительские самодельные антенны на крыше жилого дома для связи через спутники