РАЗРАБОТКА И СТЕНДОВАЯ ВЕРИФИКАЦИЯ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ НАНОСПУТНИКОВ ФОРМАТА CUBESAT

Аннотация

Работа посвящена разработке бортового комплекса управления (БКУ) для наноспутников формата CubeSat с акцентом на энергетическую безопасность, верифицируемость и отказоустойчивость. Предложена архитектура с разделением функций между бортом и наземным контуром: на борту реализованы детерминированные механизмы защиты (порог/гистерезис), оценка степени заряженности аккумулятора на основе расширенного фильтра Калмана и исполнитель расписаний на микроконтроллере STM32H743 с внешним сторожевым таймером; на земле - прогноз энергетического баланса и оптимизация расписаний с учётом освещённости и окон связи. Сенсорный контур построен на доступных COTS-компонентах (IMU, магнитометр, барометр), а оценка ориентации комбинирует точечные алгоритмы (TRIAD/QUEST) с рекурсивным уточнением (MEKF/EKF). Двухуровневая подсистема хранения (QSPI-NAND для критических журналов и SD по SDIO для массивной телеметрии) поддерживает приоритизацию записей и устойчивость к энергетическим просадкам. Стендовые испытания подтвердили корректность конечного автомата запуска, стабильный обмен с датчиками и сохранность «чёрного ящика» при дефиците энергии. Обсуждаются планируемые шаги по завершению прошивки, внедрению лёгкой ИИ-прослойки (преимущественно на наземной стороне), расширенным климато-вибродинамическим и надёжностным тестам, а также кибербезопасности. Представленная платформа формирует основу для практического применения в миссиях 1U-3U с жёсткими ограничениями по массе и энергобалансу.