EDUSat
Образовательная платформа для изучения систем ориентации спутников
Ключевые слова:
CubeSat, инженерное образование, проектная деятельность, управление ориентацией космического аппарата, кватернионы, натурный экспериментАннотация
Представлена образовательная платформа EDUSat в форм-факторе CubeSat 2U, предназначенная для изучения устройства космического аппарата и алгоритмов управления его ориентацией. Описаны конструкция корпуса и маховиков, электронная подсистема на основе микроконтроллеров ESP32 и RP2040, математическое обеспечение с использованием кватернионов, а также испытательные стенды. Рассмотрены результаты испытаний прототипа с одной степенью свободы и опыт применения платформы на мастер-классах и летней практике для школьников. Предложена примерная программа занятий, объединяющая 3D-моделирование, программирование и анализ работы системы ориентации. Платформа позволяет переходить от моделирования к экспериментам с реальными датчиками и исполнительными механизмами и может служить основой для школьных и студенческих проектов. Отмечены типичные затруднения при переносе алгоритмов с модели на прототип.
Библиографические ссылки
The CubeSat Program, Cal Poly San Luis Obispo. CubeSat Design Specification (1U–12U). Revision 14.1. 2022. URL: https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2018/01/cubesatdesignspecificationrev14_12022-02-09.pdf.
OmniVision Technologies. OV2640 Color CMOS UXGA (2.0 MegaPixel) CAMERACHIP with OmniPixel2 Technology. Version 1.6. 2006. URL: https://static.chipdip. ru/lib2/a/354/DOC066354995.pdf.
Espressif Systems. ESP32 Series Datasheet. Version 4.7. 2024. URL: https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_en.pdf.
Raspberry Pi Ltd. RP2040 Datasheet. 20.02.2025. URL: https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdf.
Лаборатория «Астродинамика» ФКИ МГУ имени М. В. Ломоносова. MIDE — Missions Integrated Development Environment : Кроссплатформенная среда моделирования аэрокосмических систем. 2025. URL: https://www.astrodynlab.space/mide.
Shoemake K. Animating Rotation with Quaternion Curves // ACM SIGGRAPH Computer Graphics. 1985. Т. 19, № 3. С. 245—254. DOI: 10.1145/325165.325242.
The Regents of the University of Michigan. rowan: a Python package for working with quaternions. Вер. 1.3.2. URL: https://rowan.readthedocs.io/en/v1.3.2/.
Array Programming with NumPy / C. R. Harris, K. J. Millman, S. J. van der Walt [и др.] // Nature. 2020. Т. 585. С. 357—362. DOI: 10.1038/s41586-020-2649-2.
Качай М. А. CubeSat-attitude-control : Репозиторий GitHub. URL: https://github.com/physly/CubeSat-attitude-control.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Александр Николаевич Ефимкин, Владислав Олегович Глазунов, Михаил Алексеевич Качай, Порфирий Владимирович Петров
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
Материалы предоставляются на условиях лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 (С указанием авторства — С сохранением условий).
Разрешено свободно делиться (обмениваться) — копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, включая коммерческие; адаптировать (создавать производные материалы) — делать ремиксы, видоизменять и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие; при условии обеспечения соответствующего указания авторства, предоставления ссылки на лицензию и обозначения изменений, если таковые были сделаны. Производные материалы должны распространяться на таких же условиях.
