В России запустили производство МЭМС-датчиков для перспективных систем спутниковой навигации и автопилотов

[душман]

«Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») начали производство новых микроэлектромеханических систем для перспективных спутников. Крошечные механические системы на кристалле многократно уменьшают размеры автономных навигаторов, что для спутников является жизненно важным. Новые навигаторы обеспечат высокоточные автономные манёвры как кубсатам на орбите Земли, так и спутникам в далёком космосе.

Навигация в космосе — это нетривиальная задача. Инерционные датчики ускорения и движения позволяют космическим объектам совершать точные манёвры даже без внешних опорных сигналов.Это важно даже вблизи Земли, где есть возможность считывания координат GPS. Например, при вхождении спускаемого аппарата в атмосферу вокруг него образуется настолько плотный ионизированный слой газа (плазмы), что никакой внешний сигнал туда не пробьётся в течение нескольких минут, и это может стать критически важным для работы тормозных систем.

Инерционные датчики решают такие проблемы. В частности, самые точные российские датчики-акселерометры с кварцевым маятником внутри установлены на возвращаемых космических кораблях «Союз МС». Подобные и другие микроэлектромеханические датчики — одноосевые МЭМС — с 2007 года разрабатывают и выпускают «Российские космические системы». 

Теперь в РКС наладили автоматизированное производство многоосевых датчиков МЭМС из различных структур — кремниевых маятников с балочным подвесом, с торсионным подвесом, маятников с магнитоэлектрической обратной связью, маятников для инклинометра, кольцевых кремниевых резонаторов для гироскопа. До настоящего времени многоосевые датчики в РКС собирались фактически вручную на этапе соединения нескольких кристаллов в одно решение. Новая технология позволила автоматизировать процесс при соединении нескольких кремниевых пластин в один условно монолитный кристалл.

«Холдинг РКС освоил формирование сложных 3D-микроструктур с применением сращивания пластин — это позволит создавать многоосевые акселерометры и гироскопы на одном герметизированном вакуумированном кристалле по технологии Wafer-Level packaging, когда инерциальная система выполнена в бескорпусном варианте», — говорится в пресс-релизе «Роскосмоса».

В будущих разработках спутниковых навигаторов и не только (например, для земных беспилотных платформ), новые системы ориентации дополнят классические — по звездам или по магнитному полю Земли, позволив значительно снизить вес и энергопотребление как блоков навигации, так и спутников.