В Томске разрабатывают цифровую систему энергоснабжения космических аппаратов

Энергоснабжение — одна из самых важных систем космического аппарата. От её надежности зависит работа всей бортовой аппаратуры и научного оборудования. Разработанная система будет включать не только источники энергии и силовые преобразователи, но и автоматику контроля и управления, что обеспечит стабильную работу в условиях сложных космических факторов.

«В основном мы занимаемся малыми космическими аппаратами, которые находятся на низких орбитах на высоте 300–500 км. Для таких аппаратов особенно важен удельно-массовый показатель, который позволяет доставить на орбиту больше полезной нагрузки и снизить стоимость запуска. Поэтому была поставлена задача создать надежное легкое устройство», — пояснил Максим Сухоруков, руководитель проекта и директор НИИ КТ.

В ходе работы учёные создают силовые преобразователи на основе передовых транзисторов GaN, что обеспечит высокоэффективное преобразование энергии от солнечных и аккумуляторных батарей. Новый подход позволяет обеспечить стабильное качество выходного напряжения, необходимого для питания бортовой аппаратуры даже в самых сложных режимах.

«К настоящему времени нам уже удалось за счёт применения схемотехнических решений добиться существенного роста эффективности преобразования энергии. Так, КПД силового преобразователя составит 97-98%, в то время как у аналогов он около 93%. Это позволяет изменить структуру системы энергоснабжения и использовать один преобразователь для работы как с солнечными, так и с аккумуляторными батареями. Это значительно экономит массу устройства», — добавил Сухоруков.

Внедрение цифровых технологий в систему энергоснабжения позволит улучшить адаптивное управление, прогнозирование отказов и оптимизацию энергопотребления. Система автоматически подстраивает режимы работы, продлевая срок службы компонентов и предупреждая о возможных рисках. Также сокращаются сроки настройки и испытаний, что крайне важно для серийного производства космических аппаратов.

На данный момент макетные образцы системы уже проходят лабораторные исследования. К 2027 году ученые планируют завершить создание экспериментального образца системы с цифровым управлением. После этого будет разработана линейка таких систем для различных типов космических аппаратов. Эти работы входят в рамках национального проекта «Космос», направленного на развитие отечественной космической отрасли и создание конкурентоспособных технологий.