Tři „amatérské“ cubesaty poletí k Měsíci

Nová americká raketa SLS při své první misi EM-1 v roce 2019 dopraví k Měsíci i malé družice – cubesaty. Na začátku loňského roku jsme Vás seznámili se sedmičkou cubesatů, které připraví kosmické firmy, nebo střediska NASA. Další tři kusy dodali mezinárodní partneři a zbylá tři místa obsadí cubesaty, které vyrobí týmy složené z běžných občanů. Každý ze tří týmů dostal kromě „jízdenky“ na raketě SLS i odměnu 20 tisíc dolarů. Uspěli totiž ve výzvě Cube Quest Challenge – první soutěži, která míří do takové vzdálenosti od Země.

Vybrané týmy během svého vývoje více či méně přimkly k nějaké univerzitě, nebo společnosti – Cislunar Explorers ke Cornell University ve městě Ithaca, stát New York, CU-E3 k University of Colorado v Boulderu a Team Miles k Fluid & Reason, LLC, z Tampy na Floridě. Jejich cubesaty budou stejně jako ostatní družice uloženy v adaptéru, který spojí horní stupeň rakety SLS s lodí Orion. Po jejím oddělení se cubesaty postupně uvolní a vydají se na svou vlastní misi.

Zástupci tří vybraných týmů.

Zástupci tří vybraných týmů.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Tyto družice mají velikost srovnatelnou s krabicí od bot, ale jsou efektivní a odolné. S jejich pomocí můžeme vyšlapat cestu k novým metodám pohonu větších družic, nebo k vyzkoušení nových možností komunikace. „Tím, že jsme první let SLS k Měsíci otevřeli vývojářům z řad veřejnosti i z vědecké komunity, vznikla vzácná možnost pro tyto malé družice dosáhnout hlubokého vesmíru,“ popsal Bill Gerstenmaier – asistent administrátora NASA zodpovídající za pilotovaný průzkum a za ředitelství řízení misí.

Finální fáze soutěže Cube Quest Challenge se skládá ze dvou částí – Deep Space Derby a Lunar Derby. V rámci Deep Space Derby musí týmy prokázat schopnost komunikovat se Zemí na vzdálenost minimálně 4 milionů kilometrů, což je více než 10× dál, než kde obíhá Měsíc. Pokud se budou ucházet o Lunar Derby, pak musí vstoupit na oběžnou dráhu kolem Měsíce, čímž ověří svůj pohonný systém a komunikaci se Zemí na menší vzdálenost. Finanční bonus získají týmy, které dokáží splnit různé výzvy – namátkou vstoupit na oběžnou dráhu Měsíce, dále pak tým, který dosáhne největší přenosové rychlosti, který zvládne komunikovat na nejdelší vzdálenost a také ten, který vydrží fungovat nejdéle. Pro tyto milníky je vyčleněno pět milionů dolarů, které se rozdělí mezi ty, kteří splní výše popsané body.

Cislunar Explorers

Vizualizace satelitu od Cislunar Explorers. Na misi EM-1 poletí dva takové díly, které se po oddělení rozpojí.

Vizualizace satelitu od Cislunar Explorers. Na misi EM-1 poletí dva takové díly, které se po oddělení rozpojí.
Zdroj: https://www.nasa.gov

„Jádrem našeho návrhu je to, že používáme vodu jakožto raketové palivo,“ popisuje nečekanou invenci projektový manažer Kyle Patrick Doyle a dodává: „Je to něco, na co jsme čekali hrozně dlouho a je úžasné, že dostaneme možnost otestovat naši technologii ve vesmíru.“ Jeho tým vsadil na pohonný systém založený na elektrolýze vody. Když zasáhnete molekulu H2O elektřinou, narušíte vazbu mezi vodíkem a kyslíkem, čímž z kapaliny vznikne plynná směs, která je připravená ke spalování.

Ve skutečnosti se jedná o dva cubesaty, které dohromady zaberou standardní rozměr šesti základních cubesatových jednotek, označovaný také jako 6U (uspořádání 3×2). Po oddělení z adaptéru se od sebe obě složky oddělí a pokusí se vstoupit na oběžnou dráhu kolem Měsíce. „Původně jsme chtěli metodu pohonu cubesatu elektrolýzou vody vyzkoušet na nízké oběžné dráze, ale když se naskytla možnost letět k Měsíci, řekli jsme si, že to se neobjevuje tak často.“

Tým Cislunar Explorers. Zadní řada zleva: ake Harburg, Hunter Adams, Emilie Camera, Alex Wong. Přední řada zleva: Filipe Pereira, Mason Peck, Kyle Doyle, Max Maloney.

Tým Cislunar Explorers. Zadní řada zleva: ake Harburg, Hunter Adams, Emilie Camera, Alex Wong. Přední řada zleva: Filipe Pereira, Mason Peck, Kyle Doyle, Max Maloney.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Tým je navíc maximálně otevřený a detaily o výrobě hardwaru i přípravě softwaru jsou dostupné online. Díky tomu mohou další univerzity, nebo výzkumné organizace využít získaných zkušeností pro vlastní projekt. „Pokud bude náš vodní pohon úspěšný, může to nakopnout vývoj do mnoha směrů – namátkou můžeme zmínit třeba „čerpací stanice“ pro družice, které by využívaly vody na různých tělesech sluneční soustavy.“

Při návrhu museli jeho autoři čelit mnoha potížím. Velké problémy jim třeba dělalo palivové potrubí spojující nádobu s vodou a spalovací komoru. Musel se hledat ventil, který by se snadno otevíral jedním směrem, ale zároveň aby odolal drobným detonacím ze strany druhé. „Byla to pro nás ohromně cenná lekce. Zjistili jsme, že drobná úprava řešící jeden problém způsobila nečekané reakce u jiného systému a takových kaskádových řešení jsme měli hned několik,“ vzpomíná s úsměvem Doyle.

CU-E3

Prototyp cubesatu od týmu CU-E3.

Prototyp cubesatu od týmu CU-E3.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Tato mise cílí na komunikaci a stojí za ní profesor Scott Palo, který do vývoje cubesatu zapojil studenty z různých oborů. K udržení komunikace se stále se vzdalujícím cubesatem se budou používat komunikační metody, které studenti vyvíjí přímo na univerzitě.

Tento tým si věří na získání hned několika ocenění – za největší objem celkově přenesených dat, nejvíce bezchybně přenesených bloků dat, nejvzdálenější komunikaci a nejdelší životnost. Ještě než byl projekt definitivně vybrán k realizaci, hýřili jeho zástupci sebevědomím. Týmový manažer Alec Forsman například říkal: „Bude asi jen málo týmů, jestli vůbec nějaké, které pošlou cubesat do takové dálky jako my. Navíc techniku, kterou vyvíjíme, nemá nikdo jiný.“

Satelit bude vybaven tzv. planární anténou – výklopným zařízením, ve kterém jsou všechny prvky v jedné rovině. „Na malém cubesatu jsou problémy s použitím klasické parabolické antény a my bychom rádi ověřili, zda se dá podobných výkonů i s planární anténou,“ popisuje Forsman. Prototyp této antény postavili studenti úplně sami a díl prošel zkouškami v testovacích bezdozvukových komorách, jejichž stěny dokonale absorbují, nebo naprosto eliminují odrazy zvuku, ale i elektromagnetických vln.

Pro zajištění dostatečného datového průtoku už se tým spojil s firmou ATLAS Ground Networks, která obstará přijímání dat z družice i odesílání údajů opačným směrem. Kromě inovativní komunikace bude družice zajímavá i tím, že ke své orientaci využije tlaku slunečního záření.

Tým CU-E3

Tým CU-E3
Zdroj: https://www.nasa.gov

Team Miles

Vizualizace cubesatu od Team Miles

Vizualizace cubesatu od Team Miles
Zdroj: https://www.nasa.gov

V čele stojí Wesley Faler, který má kolem sebe skupinu civilních vědců a inženýrů, které spojila akce Tampa Hackerspace, což je nezisková akce spojená s komunitní výrobou. Cubesat bude řízený autonomně pomocí sofistikovaného palubního počítačového systému, který bude ovládat inovativní plasmové trysky. Team Miles navázal spolupráci s firmou  Fluid & Reason, LLC, která dodala malé iontové trysky pro použití v cubesatu. Sám Fawler je pak autorem konceptu plasmových trysek ConstantQ, který právě prochází patentním řízením.

Snímek ze zážehu plasmové trysky.

Snímek ze zážehu plasmové trysky.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Faler je velkým zastáncem cubesatů o kterých rád říká: „Ta technologie tu je a čeká na lidi, kteří ji vezmou a kreativně využijí. V našem týmu se snažíme trénovat takzvané agilní inženýrství. Nepřistupujeme k tomu s tradičním letecko-kosmickým přístupem. Jsme skupina tvůrců (Makers), nejsme specialisté. Lidé s námi spolupracují a mohou si všechno vyzkoušet. Je to taková organická struktura.“

Kromě inovativních plasmových trysek by tým rád na svém cubesatu otestoval i další nové technologie – například speciální softwarově definované rádio pro komunikaci se Zemí. Tento tým se bude ucházet o výzvu Deep Space Derby, přičemž by se jejích cubesat měl dostat až do vzdálenosti 96 milionů kilometrů od Země. při vývoji čelil tým řadě výzev – od radiační odolnosti až po hospodaření s teplem.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://www.spaceflightinsider.com/…announcement_msfc_building_4619-scott_johnson.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/cube_quest_gt4_awards_-_group_pic.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/photo_1_isometric1.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/cislunar_teamphoto_crop.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/cue3_prototype.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/cue3_team_photo_2017.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/miles_with_solar_panels_square_0.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/miles_plume_thurster_testing.png

Tři „amatérské“ cubesaty poletí k Měsíci, 5.0 out of 5 based on 19 ratings
Pin It
(Visited 1 708 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (19 votes cast)
(Visited 1 708 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


25 komentářů ke článku “Tři „amatérské“ cubesaty poletí k Měsíci”

  1. android napsal:

    Udělejte něco s tou větou kde zmiňujete, že planární anténa se testovala v komoře
    která „absorbuje zvukové odrazy“. V tom kontextu to je zjevný nesmysl.

      • android napsal:

        Ee no nelíbí se mi tam to, že by k testování antény pro vysílání elektromagnetického vlnění, je potřeba komora která tlumí akustické vlnění. Testování by to určitě nevadilo, ale nemělo by to pro něj relevantní smysl.

        • Dušan Majer napsal:

          Pak nevím, jak mám přeložit pasáž z webu NASA: „A prototype antenna for CU-E3, developed entirely by students, has been tested in a community partners’ anechoic chamber to verify the performance and antenna characteristics. The chamber is a room that can completely absorb or minimize reflections – echoes — of sound.“

        • android napsal:

          Tak trošku jsem čekal, že to vypadlo od někoho z nasa. Tak to dopadá když SpaceX odsaje pár tisíc odborníků 🙂
          Až na poslední dvě slova tam je vše správně. Prostě to někomu nedalo a přidal si tam něco ze své hlavy.

          Správně ta věta má být:

          Prototyp této antény postavili studenti úplně sami a díl prošel zkouškami v testovacích bezodrazových EMC komorách, jejichž stěny absorbují odrazy elektromagnetického vlnění a záření a zároveň velmi výrazně omezují prostup EMC rušení z externích zdrojů.

          Trocha čtení:
          http://automa.cz/cz/casopis-clanky/nova-anechoicka-komora-pro-emc-2001_03_33511_3538/

        • Samo napsal:

          Tam je problém v tom že anechorická komora ako taká neznamená len komora baz odrazu/rušenia EMC ale je to celkovo výraz pre komoru bez „echo“ teda ozveny a pre 100% laika môže byť problém pochopiť ozvenu EMC tak to bolo podľa mňa formulované skôr ako „like a sound“ aj keď to tsk moc nevypadá. A to zo SpaceX si si mohol odpustiť tie články od NASA na 100% nepíšu priamo odborníci a aj keby každý nieje odborník ba anechorické komory.

        • android napsal:

          Tak uvažoval jsem, že tu poznámku o spacex umažu. Ale pak jsem si uvědomil jak některé tvůrčí lidi, musí politici co zahazují tisíce člověkolet práce špičkových odborníků jedním podpisem, extrémně frustrovat. Takže věřím, že hodně těchto lidí je ve SpaceX. Takže na té poznámce trvám :).

        • Samo napsal:

          V pohode chápem len mi to prišlo až moc ostré ale s odstupom na to už pozerám trochu inak mal som to zobrať viac s nadhľadom 😉

        • android napsal:

          Michodem laik tyhle články nečte. Vždy je to poučený laik a podle toho by se k tomu mělo stavět. Jakékoli zkratky typu „like a sound“ považuji jen za kamarády slonů a fotbalových hřišť. Chca nechca lidi vesmír nezajímá. Takový StandaShow má na svém žvanícím online streamu 1000 lidí. Dnes měla NASA na svém live streamu na youtube při připojování Progressu celých 350 lidí max. Kosmonautix jestli se nepletu slavil ve zprávičkácj 200 000 shlednutí celkem. To taková nepříliš top youtuberka typu Carrie Kirsten udělá na jednom videu kde ukazuje svého ježka.
          Lidi prostě vesmír nezajímá, nechápe fyzikální souvislosti a proto nemá smysl jim dělat „like a sound“ oslí můstky. Prostě tam srozumitelně a jasně napsat. Bezodrazová EMC komora a případně to doplnit odkazem na wiki nebo jinam. Kdo chce se poučí a kdo ne tomu je jedno co tam bylo napsáno. jen když to zkazíme špatným popisem, tak ten koho to zajímá příště může být zmaten.
          A aby to nebylo chápáno zle.. kosmonautix a lidi za nim považuji za top popularizátory a přeji si ať jim to vydrží. Jste jedničky 🙂

        • Dušan Majer napsal:

          Máte v mnoha ohledech pravdu, přesto si dovolím lehce oponovat. V první řadě chci říct, že je pravda, že NASA TV při dokování Progressu sledovalo jen asi 350 lidí, ale jen na YouTube. Tamní NASA TV je vždy sledovaná méně, než na webu NASA. V USA jde dokonce NASA TV přijímat přes satelit do normální TV. YouTube vysílání je v tomto směru minoritním podílem.
          Druhá část mé odpovědi by vystačila na velmi dlouhou osobní diskusi, v níž by obě strany měly jistě velmi zajímavé argumenty. Ale protože tady tolik prostoru není, pokusím se být stručný. Podle Vaší vize by se měly články psát jen pro poučené laiky. Ale je potřeba se zamyslet nad tím, co udělá z laika poučeného laika. Je to jeho vlastní zájem se o tématu dozvědět více, zabřednout do něj. Ale ochota čtenáře zabřednout do nějakého tématu je závislá na tom, jakou formou je článek psaný. Čím je článek odbornější, tím je ochota nižší. O tom vlastně popularizace je. Snažit se odborná témata podat srozumitelným jazykem, hledat přirovnání a hlavně zaujmout. U tohohle článku se hodí citovat výrok Wesley Fallera z týmu Miles Space: „Běžným lidem vysvětluju Cube Quest maximálně jednoduchým způsobem – je to jako závod dragsterů k Měsíci s mnoha vedlejšími cenami. Já vím, je to nepřesné, ale říkali byste to samé, kdybyste viděli, jak lidé vykulí oči a chtějí se o tom dozvědět víc!“ Myslím, že tenhle pán v pár slovech vystihl podstatu popularizace – nadchnout. Mysleme na to, že náš web mohou číst i mladí lidé, u kterých se teprve formují jejich zájmy. Při psaní každého článku se snažím mít na paměti jednu vlekou zásadu. Říkám si, že zrovna tenhle článek si může přečíst nějaký -náctiletý chlapec (nebo dívka). Možná právě tenhle článek může rozhodnout o tom, že ho/ji kosmonautika zaujme. Možná právě tenhle článek rozhodne o tom, že ho tento obor začne bavit a stane se jeho/jejím koníčkem na celý život. Odpovídá tomu ten článek? Dokáže toho chlapce/dívku zaujmout? Nebo si dotyčný/á řekne: „Na tohle nemám, to se ani nebudu snažit pochopit.“? Proto se snažíme dělat články pro všechny. Od odborných perel z klávesnice Ondry Šamárka, což je v podstatě literatura faktu, přes technické popisky v Pohledu pod kůži, přes běžné zpravodajství až po odlehčené články jako jsou přeložené infografiky. Každý z nich cílí na trochu jiné publikum, ale je potřeba mít vždy na paměti, že autor balancuje mezi dvěma úrovněmi – čtivostí a technickou správností. Neříkám, že jedno vylučuje druhé, ale každá čtenářská skupina ocení jiný poměr těchto ingrediencí a proto je někdy tak těžké se zavděčit všem. Nesmíme ale zapomínat na naše nástupce – na novou generaci zájemců o kosmonautiku. Nesmíme na ně kašlat, musíme si je vychovávat. 😉

          P.S. Danou pasáž jsem přeformulval, aby co nejvíce odpovídala oběma našim názorovým směrům. 😉 A díky moc za snahu vylepšovat naše články. Vážíme si toho.

        • Hobit napsal:

          Zdravím všechny.

          Jsem laik, je mi 45 a jsem na to hrdý :-)))

          A taky tyto články čtu velmi rád. Je také pravda že těm technickým věcem vůbec nerozumím, ale až tak mě to nevadí baví mě se dozvědět jakoukoli novinku o kosmonautice i když ze mne nikdy kosmonaut, ani vědec nebude.

        • Dušan Majer napsal:

          Krásný den,
          na věku, ani úrovni znalostí nezáleží. Chceme být otevření všem a těší nás, že náš web čtete. Budeme se i nadále snažit v tom pokračovat. 😉

        • Jiný Honza napsal:

          Normální člověk by tak nějak čekal, že anténu pro družici není třeba testovat v komoře tlumící zvuk, ale spíš EM vlnění. Co se dá dělat, chybka se vloudí.

        • android napsal:

          Pane Majer, v zásadě cíl vidíme stejně. Jen mne hodně vadí ona bulvární přirovnání. Vycházím z předpokladu, že je zbytečné trávit čas strháváním pozornosti člověka, který aby ho nějaký děj upoutal potřebuje přirovnání se závody dragsterů. To když chci upoutat pozornost, tak vylíčím průběh letu Leonova a Běljajeva. Povím o průběhu 7 minut EDS Curiosity u Marsu a to způsobem, který je laický (nic víc než co jsem nemohu předávat) a doplním to skutečnými čísly a skutečnostmi. Kluci v hospodě mne kolikrát říkají povídej zase nějaký novinky z vesmíru. A ptají se na věci co někde zaslechli a chtějí vědět jak to bylo/je/bude. Pokud si člověk starší 18cti let neumí představit rozdíl mezi jedním metrem a jedním kilometrem. Nikdy se o vesmír, kosmonautiku a vůbec nezajímal a je líný si při čtení odskočit do wiki, aby si doplnil souvislosti. Tak to je opravdu zbytečná energie s ním ztrácet čas a ohýbat fakta tak aby to i on ne/pochopil (a hned zapomněl). Jedinou vyjimku bych opravdu udělal jen u lidí ve věku 1-17let, tam opravdu má smysl pečlivě vysvětlovat, ukazovat. Otázkou ale je jak to udělat.. To ale už nechám na Vás 🙂 Děláte to dobře a zjevně nad tím přemýlíte a děláte pro to řádově více než já (kdysi jsem udělal snad první web o vesmíru v čr (někdy kolem roku 97).
          Ale na mne nedejte, jsem fakt jen unavený ze záplavy lidí líných dočíst jednu rozvitou větu.

        • Dušan Majer napsal:

          Naopak, velmi si cením Vašeho názoru. Právě díky tomu, že nám čtenáři píšou svoje názory a pohledy na věc, si můžeme udržet zdravý nadhled a také se můžeme na celou věc podívat zvenčí cizíma očima. To vše nám pomáhá postupně web rozvíjet, doplňovat či upravovat. Jak jsem ale již psal v minulém příspěvku, není to lehké, protože nikdy se nemůžeme zavděčit všem. O to víc si ale vážím názorů jako je ten Váš, který je slušný, konstruktivní a navíc dává smysl. Ještě jednou Vám za to děkuji a budu se i nadále snažit pokračovat v započaté práci.

        • Jirka Hadač napsal:

          Abyste neřekli, přidám pohled pohled svůj, člověka, který si oné informace v článku nepovšiml. A musím za sebe říct, že vaše diskuze byla velmi zajímavá. Zaujala mě. Tohle se mi tady líbí, člověk vyjaří svůj názor, klidně i negativní, ale velmi slušně, a dostane se mu odpovědi na přesně stejné úrovni, prostě je vidět, že se oba snaží o zlepšení, upřesnění a netrolí. Fakt jsem nadšen jak články, tak i kvalitou příspevků pod nimi. Přijde mi, že jsem od dob BBS neviděl podobné diskuze k věci. Někdy se dá považovat diskuze za druhou a mnohdy (omlouvám se redakci, snad mě pochopí, že kdyby nebylo dobrého článku, nevznikne dobrá diskuze) za lepší půlku článku. Tím myslím nedávné příspěvky Petra Scheiricha, tam jsem jen otevřel pusu a říkal jsem si, to jako fakt se mohlo stát, že sme na měsíci posbírali šutry z téhož impaktu? To by byla fakt smůla.

        • Dušan Majer napsal:

          Máte pravdu, však také s oblibou říkám, že čtenáři jsou naši partneři, kteří nám pomáhají spoluvytvářet web. A to doslova.

  2. Spytihněv napsal:

    Jsem rád, že i přes různé turbulence kolem EM-1 zůstává tenhle unikátní doplněk v plném rozsahu. Ta amatérská kandidátská šestice byla rozložena čtyři k Měsíci a dva do hlubokého vesmíru, tak jsem spíše čekal, že k Měsíci nakonec poletí dva a do hlubokého vesmíru jeden, ale nevadí, ostatních deset to srovná 🙂 Bude velmi zajímavé sledovat výkony tady té třináctičlenné smečky. Hu – třináctka. Se divím, že to prošlo 🙂

    • Jirka Hadač napsal:

      Bude to hodně zajímavé, souhlasím. Já sem hlavně rád, že cílí i dalšími směry, že si jen neříkají Orion a nic víc. Asi někdo neváhá prosazovat i neotřelé a nové nápady a tomu jsem rád.
      Co se týká těch čísel, zvlášť od Apolla 13 že? Ikdyž třebas Rusko má problémy s jinými čísly (24 – Nedelin), 311 peruť měla problém s 16tkou.

  3. Petr Kasan napsal:

    Díky za parádní, detaily našlapaný článek!

  4. Jiný Honza napsal:

    U poslední sondy je věta:
    „například speciální softwarově určené rádio pro komunikaci se Zemí.“

    Uznávám, že to nedává moc smysl ani v originále. Hádal bych, že sonda použije „programovatelné“ rádio. Ale ani pak mi není moc jasné co to znamená.

Zanechte komentář