Как создать свой космос
Мы привыкли к космическим полётам. Запуск очередной ракеты попадёт в новости, только если что-то пойдёт не так. На орбите Земли работает больше 2000 спутников — они обеспечивают связь, работу навигаторов, используются в научных экспериментах.
Долгие годы космические программы могли позволить себе только самые богатые и технически развитые страны. В начале XXI веке ситуация резко изменилась, на орбите появились спутники частных компаний и даже учебные заведений.
Вы задумывались, что можете собрать спутник своими руками, а потом — отправить его в космос?
Сегодня мы расскажем как.
Шаг первый: выбираем размер
Если вы хотите запустить свой космический телескоп или орбитальную лабораторию, потребуется индивидуальный проект и бюджет, сопоставимый с ВВП страны третьего мира. Мы расскажем о более доступных вариантах: фемто- и пикоспутниках.
Фемтоспутники
Фемтоспутники — это космические аппараты весом меньше ста грамм. Их размеры редко превышают пару сантиметров. Это буквально одна-две электронные платы и компактный источник питания — солнечная батарея.
На борту чаще всего размещают радиопередатчики и миниатюрные цифровые сенсоры. У спутников нет механических частей и аккумуляторов, это экономит вес и упрощает конструкцию.
На орбиту фемтоспутники попадают вместе с большими собратьями, как попутная нагрузка. Билет в космос обойдётся как путешествие из Москвы в Нью-Йорк бизнес-классом — около полутора-двух тысяч долларов.
Пикоспутники
Пикоспутники гораздо крупнее, их масса может достигать полутора килограмм. Кроме электронных компонентов на борту присутствуют механические элементы: раскладные солнечные панели, гироскопы, системы ориентации и даже солнечные паруса.
Часто спутники оборудуют аккумуляторами, поэтому растут требования к теплоизоляции: за один оборот вокруг Земли температура спутника меняется почти на триста градусов: от –170°C до 125°C.
Иногда такие аппараты играют роль носителя фемтоспутников. Пикоспутник выводят в космос с помощью ракеты, а на орбите, в заранее определённых точках, спутник выпускает рой крошечных аппаратов.
Стоимость создания и запуска пикоспутника сопоставима с покупкой электромобиля Tesla X — цены начинаются от 80 тысяч долларов. Но даже здесь можно существенно сэкономить. Как? Расскажем дальше.
Шаг второй: выбираем платформу
Итак, размер выбрали. Теперь определим, какие задачи сможет решить наш спутник.
Фемтоспутник
Фемтоспутники могут выполнять и простые научные задачи: измерять магнитное поле, окружающую температуру, ускорение и передавать эти данные на Землю. Так можно получить интересные данные о верхних слоях атмосферы и получить представление об условиях жизни на МКС.
Для фемтоспутника не нужны сложные и редкие компоненты, подойдут чипы, которые используются в бытовой электронике: смартфонах или планшетах.
KickSat Sprite — открытый проект: всё необходимое для сборки своего спутника — чертежи, модели и программный код — можно бесплатно скачать с GitHub. Хотите готовое устройство, тогда следите за страницей проекта на KickStarter.
Пикоспутники
гораздо технологичнее. На борту могут быть уникальные измерительные приборы, механические устройства и даже собственные двигатели.
Собирать такой спутник «с нуля» — задача крайне трудоёмкая: придётся углубится в дебри сопромата и термеха, повозится с натурными испытаниями и пробиться через семь кругов согласований с будущим «космическим извозчиком».
Имейте ввиду, компании, которая доставит такой спутник на орбиту, понадобится как минимум два одинаковых устройства. Первое будут испытывать на Земле: оно пройдёт через барокамеру, вибростенд, подвергнется шоковой заморозке и побывает в печи. Только после успешных испытаний дублёра, перевозчик пустит на борт ваш спутник.
Разработка существенно ускорится и упростится, если вы решите строить свой спутник на базе существующих платформ: CubeSat или TubeSat.
CubeSat
Первый стандарт любительской космонавтики, он появился ещё в 1999 году. Сейчас это самая популярная платформа для создания студенческих спутников.Залогом успеха стали чёткие спецификации и упрощением процедуры запуска.
Спутники стандарта CubeSat собираются в контейнеры и уже в них крепятся на ракетоноситель. Если спутник соответствует требованиям платформы, программа испытаний существенно сокращается.
Кроме того, предусмотрен альтернативный вариант запуска. Аппараты попадают на Международную Космическую Станцию на борту грузовых кораблей. А потом космонавты в прямом смысле выкидывают их за борт во время плановых выходов в космос.
Для CubeSat выпущено множество сертифицированных компонентов: несущие рамы и силовые конструкции, бортовые компьютеры и электронные модули, сборки аккумуляторов и солнечные панели. Вы можете собрать спутник из деталей разных производителей, это существенно удешевит сборку спутника. А ещё можете купить набор для сборки: конструктор с уже включённой доставкой спутника на орбиту обойдётся в 20 тысяч долларов.
TubeSat
создавался как дешёвая альтернатива CubeSat.
Спутник строится на базе круглых печатных плат. Платы с электроникой соединяются между собой металлическими втулками.
Внешний корпус собирается из прямоугольных плат с солнечными панелями и внешними сенсорами. Получается простая и лёгкая конструкция.
Набор для сборки такого спутника намного бюджетнее: компоненты и запуск обойдутся примерно в 12 тысяч долларов. Спутник получится вдвое легче аналогичного CubeSat, а стоимость запуска напрямую зависит именно от веса.
Стандарт TubeSat развивает некоммерческая компания Interorbital Systems, которая занимается выведением таких спутников на околоземную орбиту.
Шаг третий: ищем бюджет
Всё просто. Покупаем набор, собираем спутник, запускаем в космос. Вот только где взять деньги на собственную космическую программу?
Не торопитесь продавать машину или квартиру. Есть как минимум два более интересных варианта.
Краудфандинг
или «народное финансирование». Бюджет на космическую программу можно найти на сайтах boomstarter или Planeta.ru. Главное — придумать запоминающуюся и яркую идею.
Это получилось у авторов проекта «Маяк». Запустить спутник, который будет виден в ночном небе ярче, чем любая звезда, захотели почти три тысячи спонсоров.
Проект собрал почти два миллиона рублей. 14 июля 2018 года аппарат был запущен в космос. К сожалению, во время запуска произошла авария, в контейнер со спутником попало топливо из сбойнувшего двигателя. «Маяк» вышел на орбиту, но не смог раскрыть солнечный отражатель. Запуск признали частично удавшимся.
Центры детского творчества
Проектированием и запуском космических спутников занимаются детские образовательные учреждения. Первой ласточкой стал сочинский «Сириус»: о запуске спутников, которые школьники собрали в детском лагере, рассказали во всех новостях. Сейчас похожие программы появляются в крупных центрах детского творчества.
Если вы уже вышли из школьного и даже институтского возраста, можете прийти со своим проектом к руководству такого центра. «Роскосмос» поддерживает образовательные программы по всей стране.
Если у вас вместе с детишками получится собрать что-то похожее на спутник, появится шанс запустить его в космос с борта МКС. Запуск при этом вам не будет стоить ни копейки.
Если вы с детства мечтали о космосе, не сдавайтесь Сегодня мечта может стать явью. Главное, сделайте первый шаг.
Источник
# видео дня | Создание космоса своими собственными руками
Талантливый американский специалист по специальным эффектам Джо Шэнкс решил провести эксперимент по созданию космоса в домашних условиях. Он изучил тысячи фотографий космоса и попытался воссоздать величественные картины межзвёздных туманностей при помощи подручных средств. А чтобы запечатлеть всё это, он воспользовался своей камерой Canon 5DS с разрешением 8К.
Джо много лет изучал науку визуальных эффектов, и полученный опыт подсказывал ему, что такие сложные изображения вполне можно воссоздать с помощью смешения жидкостей с разной плотностью и физическими свойствами. Он использовал обычный лист стекла, под который был подложен лист чёрной бумаги, а также осветительные приборы. На поверхность стекла наносились краски, смешанные с водой, молоком, пероксидом водорода и другими жидкостями. В ходе работы над проектом Джо перебрал сотни различных комбинаций, прежде чем добился желаемого результата.
Лучше всего это видео смотреть, разумеется, в максимальном разрешении, какое только позволяет ваш монитор, мобильное устройство или телевизор (если ваш ТВ подключен к Сети). Так как изначально видео было снято в разрешении 8688 на 5792 точек, то и наслаждаться им правильнее всего будет именно на таком экране. Но даже если вы сможете посмотреть его в Full HD – это тоже неплохо. От слов переходим к делу. Вот видео:
Если вам интересно, как было создано данное видео, вы можете посмотреть эту небольшую документальную историю о её создании. Она снабжена короткими текстовыми комментариями на английском языке и позволит вам представить, сколько времени и труда автор ролика вложил в свой проект. Кстати, эффект звёзд Джо создавал с помощью бумажной пыли, растирая над листом стекла обычные салфетки. После каждого дубля стекло приходилось мыть водой из шланга. Также мыть приходилось и гараж, внутри которого происходила съёмка.
Источник
Создай свой космос
Техника, представленная ниже, покажет вам, как создать свой собственный космос.
Финальная картина, была получена вследствие кропотливой и сложной работы в течение 3-х часов. Так же вам в помощь видеоролик по этому уроку.
Шаг 1. Звезды.
Следуйте описанным ниже шагами, чтобы создать слабые звезды на заднем плане.
Создайте монохроматический шум:
Image – Adjust – Brightness/Contrast (Изображение – Коррекция -Яркость/Контрастность) поиграйте с параметрами пока не получите результат, похожий на картинку выше.
Повторим первое действие.
Повторим коррекцию яркости/контрастности снова. Повторим эти 2 действия еще несколько раз. Повторение 6-8 раз приведет к реалистичному результату плотного распределения звезд на небе.
Шаг 2. Туманности.
Создадим новый слой с черным фоном и добавим фильтр «Облака с наложением». Filters – Render – Difference clouds (Фильтр – Рендеринг – Облака с наложением). Убедитесь, что цвет основного и второстепенного фона являются черный и белый соответственно, это даст вам контрастный эффект.
Нажмите CTRL-F, чтобы многократно повторить фильтр до тех пор, пока картинка не станет более детализированной.
В созданном слое «облака» укажите режим наложения Screen (Экран) и установите Fill (Заливка) или Opacity(Непрозрачность) приблизительно 33.
Объедините полученные два слоя вместе. Таким образом, у вас останется только один слой, с которым мы продолжим работать.
Теперь используйте инструменты Burn 
(Затемнение) и Dodge 
(Осветление) и с помощью круглой мягкой кисти, нарисуйте более яркие и более темные места для большей динамики рисунка.
Добавьте новый слой и, используя Hue/Saturation (Оттенок/Насыщение) или Ctrl+U создайте нужный оттенок.
Вы также можете создать несколько слоев с разными оттенками и использовать маску слоя для изменения цветовой гаммы (этот урок будет вам в подмогу). После того как вы закончите работать со слоями, объедините все слои в один.
Выберете инструмент Dodge (Осветление) и маленькой мягкой кистью (около 2-3 пикселей) осветляйте небольшой участок до тех пор пока он не станет белым. Затем увеличьте размер кисти и еще несколько раз осветлите участок, и в самом конце еще немного увеличьте размер кисти и повторите осветление.
В итоге у вас должна получиться сияющая звезда. Как альтернативу, можно использовать готовые кисти «звезды» для создания такого же эффекта.
Шаг 3. Планеты.
Создайте новый слой и нарисуйте черный круг. Скопируйте слой.
Выберем копию слоя с планетой, возьмем круглую мягкую кисть и с помощью Dodge (Осветление) осветлим края. Продолжите повторять, до тех пор пока не получите желаемый эффект освещения.
Поочередно выберите каждую планету и сохраните ее как Selection – Save Selection (Выделение – Сохранить выделение) , чтобы мы могли использовать их позже, когда объединим наши слои с основным слоем. Теперь объединим все слои.
Теперь работая только с одним слоем, намного проще осветлить край планеты, чтобы добиться эффекта сияния. Для этого используем инструмент Dodge (Осветление).
Используйте Filter – Render – Lens Flare (Фильтр – Рендеринг – Блик) и установите центр блика на освещенную часть планеты, что позволит добавить глубину нашему рисунку.
Заключение.
Это только самые основные приемы. Научившись их использовать, Вы сможете создать различные и абсолютно уникальные космические пространства. Удачи.
Источник