Орбитальная лаборатория связи: как УУНиТ создает спутник, который станет точкой сборки инженерной школы
Уфимский университет науки и технологий (УУНиТ) стал одним из победителей конкурсного отбора «Студенческие МКА» федерального проекта «Кадры для космоса» Минобрнауки России. Команда вуза разрабатывает малый космический аппарат, который станет одновременно инженерной, научно-исследовательской и образовательной платформой. Главная задача миссии связана со спутниковой связью: исследование низкоскоростных каналов в диапазонах VHF/UHF (метровом и дециметровом) и методов эффективной передачи данных при ограниченной пропускной способности. Мы поговорили с научным руководителем проекта, профессором кафедры телекоммуникационных систем, доктором технических наук Альбертом Хановичем Султановым о том, чем уникален аппарат, как в команде распределены роли и почему главный результат – не сам спутник, а инженерная среда вокруг него.
Главная особенность проекта – его масштаб: в УУНиТ создают не учебный макет, а полноценный космический аппарат.
«Студенты под руководством преподавателей и специалистов отрасли участвуют в разработке аппарата, который должен пройти все необходимые этапы проектирования и испытаний и быть подготовлен к выводу на орбиту, – отмечает Альберт Султанов. – Ценность проекта не только в самом спутнике. Не менее важен процесс его создания: будущий специалист проходит практически весь жизненный цикл реального космического проекта».
Эксперименты на орбите
Концепция полезной нагрузки строится вокруг экспериментов в области спутниковой связи и обработки данных. В заявке предусмотрен VHF/UHF-транспондер, который обеспечит работу с низкоскоростными каналами и позволит проводить на орбите реальные эксперименты по передаче и обработке информации.
«Если объяснять просто, мы хотим использовать спутник как экспериментальную лабораторию связи на орбите: проверить в реальных условиях, как эффективнее обрабатывать информацию на борту, готовить ее к передаче и доставлять на Землю по каналу с ограниченной пропускной способностью», – рассказывает Альберт Султанов.
В рабочей концепции рассматривается и более широкий набор экспериментов: сжатие изображений с помощью алгоритма собственной разработки и передача данных по низкоскоростному UHF-каналу и по каналу 10,5 ГГц; тестирование алгоритмов помехоустойчивого кодирования; формирование и обработка сигналов с помощью программно определяемого радио (SDR); компенсация доплеровского сдвига частоты. Еще одно направление – запись радиоэфира и формирование собственного набора данных о помехах в УКВ-диапазоне в разных точках орбиты.
Что уже сделано
Проект разбит на последовательные инженерные этапы – от формирования требований и архитектуры до сборки, испытаний и подготовки изделия к запуску. Это позволяет студентам увидеть не отдельные операции, а весь цикл разработки космического аппарата.
«По дорожной карте мы сначала сформировали команду проекта и утвердили техническое задание. Это позволило с учетом заявленной миссии определить требования к структуре и архитектуре подсистем, – рассказывает Альберт Султанов. – Сейчас мы сосредоточены на разработке функций полезной нагрузки и ожидаем поставки компонентов, необходимых для сборки МКА и модернизации наземной инфраструктуры».
В Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС) уже направлены заявки на регистрацию результатов интеллектуальной деятельности команды. Параллельно вместе с индустриальным партнером идет доработка конструкции аппарата и его обеспечивающих систем. Впереди – сборка МКА, полный комплекс испытаний, модернизация наземного комплекса управления и разработка конструкторской документации по ЕСКД.
Студенты занимают ведущие инженерные позиции
Проект изначально построен как совместная работа студентов, аспирантов, молодых ученых и научно-педагогических работников с привлечением специалистов отрасли. При этом студентам отводится не вспомогательная роль: их доля в инженерной команде – не менее 60 процентов.
«Студенты здесь не наблюдатели и не исполнители отдельных учебных заданий. Под опекой опытных наставников они занимают ведущие инженерные позиции в разработке подсистем аппарата: работают с полезной нагрузкой и телеметрией, участвуют в проектировании конструкции, разработке программного обеспечения и наземного сегмента», – подчеркивает Альберт Султанов.
Роли распределены по реальным инженерным направлениям: полезная нагрузка и программное обеспечение управления, телеметрия и протоколы передачи данных, конструкция и тепловая защита, CAD-проектирование и изготовление макетов, наземный сегмент. Преподаватели, научные сотрудники и приглашенные специалисты выступают руководителями и наставниками.
«Мы стараемся воспроизвести настоящую инженерную среду, где ответственность распределена по подсистемам, работа ведется совместно и каждый отвечает за результат своего направления», – отмечает Альберт Султанов.
Для этого в университете есть все необходимое: Центр приема и обработки космической информации, наземные станции, лаборатории кафедры с анализаторами спектра, генераторами сигналов и SDR-оборудованием, а также вычислительная инфраструктура для разработки программного обеспечения.
Самое сложное – собрать систему воедино
Одна из самых сложных задач для команды – собрать множество отдельных инженерных решений в единый работающий космический аппарат.
«Можно отдельно разработать конструкцию, систему питания, радиоканал или программное обеспечение. Но космический аппарат начинает существовать как система только тогда, когда все эти элементы совместимы и работают вместе, – объясняет Альберт Султанов. – Поэтому в проекте используется системный инженерный подход: сначала определяются требования и архитектура, затем проектируются отдельные подсистемы, создаются макеты, после чего начинаются интеграция и комплексные испытания».
Большую роль на всех этапах играет индустриальный партнер. А системный подход помогает каждому участнику увидеть собственный вклад: написанный студентом программный модуль должен работать с реальным оборудованием, спроектированная деталь – вписаться в конструкцию, система телеметрии – передать данные, а наземное программное обеспечение – принять их и правильно отобразить.
«Особенно наглядно это проявляется на этапе интеграции, когда отдельные результаты превращаются сначала в единый макет, а затем в аппарат, которому предстоят функциональные, механические и термовакуумные испытания. Именно в этот момент учебная задача становится для студента инженерной ответственностью: от качества его работы начинает зависеть результат всей команды», – добавляет Альберт Султанов.
Не только спутник, но и среда
Для университета результат проекта – не только созданный малый космический аппарат. Гораздо важнее сформировать вокруг него устойчивую инженерную и образовательную среду, которая продолжит работать и после завершения проекта.
Основа для этого уже есть. В 2009 году был запущен первый спутник Башкортостана – УГАТУ-САТ, разработанный кафедрой телекоммуникационных систем Уфимского государственного авиационного технического университета – одного из вузов, на базе которых образован УУНиТ. Наземная и лабораторная инфраструктура, сложившаяся с тех пор, работает и сегодня.
«Главный результат для команды – восстановление и развитие непрерывной цепочки компетенций: от студента, который впервые включается в проект, до специалиста, способного самостоятельно отвечать за подсистему реального космического аппарата, – подчеркивает Альберт Султанов. – Сам спутник в данном случае становится точкой, вокруг которой объединяются образование, наука и настоящая инженерная практика».
Проект рассчитан на продолжение. На 2027–2028 годы запланированы новая учебная дисциплина по бортовым системам обработки данных МКА, развитие образовательного профиля «Спутниковые системы связи», продолжение программы дополнительного профессионального образования, расширение наземного сегмента и создание постоянно действующей лаборатории полезных нагрузок. Также предусмотрено развитие стажировок и взаимодействия с индустриальными партнерами.
Федеральный проект «Кадры для космоса» Минобрнауки России создает пространство для инженерного творчества и подготовки нового поколения специалистов для космической отрасли. В 2026 году по федеральному проекту в стране разрабатывается 28 студенческих малых космических аппаратов, а также реализуются 40 дополнительных образовательных программ, которые охватят более 20 тысяч студентов, преподавателей и сотрудников научных организаций.
15.10.2026