Aktuální novinky od českého cubesatu

V úterním článku jsme Vás seznámili s konstrukcí české družice VZLUSAT-1 a dnes Vám přinášíme další informace, tentokrát velmi aktuální. Autoři cubesatu nám totiž poskytli čerstvou tiskovou zprávu, s jejímž obsahem Vás v dnešním článku seznámíme. Řeč bude o aktuálním stavu komunikačního systému, ale i o tom, jak si vede napájení, jak je družice stabilizovaná v prostoru, nebo jak to vypadá s rozložením teploty. A hlavně se můžete těšit na první měření hlavního vědeckého přístroje.

Komunikace

Cubesat disponuje radiomajákem, který vysílá na frekvenci 437,240 MHz. Signál obsahuje text VZLUSAT1 zakódovaný do morseovky, který se opakuje každých 30 sekund. Během přeletů nad Českou republikou radiomaják nepracuje – místo toho pozemní týmy na Západočeské univerzitě naváží spojení s družicí a rozběhnou obousměrnou datovou komunikaci s vyšší přenosovou rychlostí. Středisko pozemní kontroly se v současné chvíli potýká s drobnými komplikacemi – konkrétně jde o nastavení maximální rychlosti přenosu dat, jelikož signál z VZLUSATu je rušený signálem některé jiné družice, kterou indická raketa PSLV vynesla.

Popis satelitu

Popis satelitu
Zdroj: VZLÚ

Díky orbitální mechanice se ale postupem času budou rozestupy mezi družicemi zvětšovat, čímž by se měl problém se vzájemným rušením vyřešit. Pozemní tým tak bude moci dosáhnout lepších přenosových podmínek a rychlostí. Je však potřeba zmínit, že i současný stav plně dostačuje pro veškerou komunikaci i pro zahájení jednotlivých měření.

Napájení

I tento systém funguje správně. Z obdržených dat odborníci zjistili, že VZLUSAT-1 má všechny solární panely správně vyklopené a dobíjení baterií probíhá podle plánu. Teplotní izolace baterií funguje také správně, jelikož tyto operují v teplotním rozmezí 10°C – 20°C.

Rotace

Jelikož se na palubě VZLUSATu nachází magnetometr, mohou pozemní týmy měřit, jak rychle družice rotuje. Obdržené údaje ukazují, že VZULSAT-1 rotuje jen velmi pomalu s rotační periodou 120 sekund kolem osy Z, 160 sekund kolem osy X a celých 480 sekund kolem osy X. Již v dalších dnech pošlou pozemní týmy na oběžnou dráhu pokyn k aktivnímu zastavení rotace, načež začne kompletní stabilizace cubesatu ve všech třech osách.

VZLUSAT-1 v rozloženém stavu

VZLUSAT-1 v rozloženém stavu
Zdroj: VZLÚ

Systém orientace a stabilizace v prostoru byl vyvinut na VZLÚ a obsahuje tzv. mikrotorquery. Jde o soustavu tří cívek, které elektromagnetickou indukcí vytváří magnetické pole. To následně interaguje se zemským magnetickým polem a díky tomu vzniká potřebný točivý moment.

Palubní počítač

On-Board Computer (OBC) pracuje podle plánu. Pozemní tým ale má starosti s opakujícím se problémem. Jde o zablokování hlavní sběrnice jedním ze subsystémů. Automatický opravný systém vždy po deseti minutách nečinnosti provede restart družice. „Problém je pravděpodobně způsoben cyklickými změnami teplot,“ uvádí tým kolem VZLUSATu v tiskové zprávě. Zablokování hlavní sběrnice je poměrně velká nepříjemnost, protože se tím komplikuje ukládání dat z některých experimentů. Netýká se to ale těch, které jsou do palubního počítače připojené přímo.

Měřená data po dobu pěti obletů VZLUSAT-1 kolem Země

Měřená data po dobu pěti obletů VZLUSAT-1 kolem Země
Zdroj: VZLÚ

Teploty

V útrobách cubesatu najdeme celkem 35 teplotních čidel, která pokrývají většinu vnějšího pláště, ale měří i teploty uvnitř družice i na všech subsystémech. Zatím pozemní týmy stáhly údaje z pravidelných měření ze základních systémů – napájení, komunikačního systému a řídícího počítače. Dosavadní měření z několika obletů ukazuje rozdíl v rozložení teplot na různých částech cubesatu. Kupříkladu při letu nad neosvětlenou stranou Země má řídící počítač teplotu 10°C, zatímco konce solárních panelů jsou o 35°C chladnější. Pozemní týmy ale zatím pracují jen s hrubými daty. Detailní měření všech míst se spustí až později.

Rentgenový dalekohled

Tady už se dostáváme k vědeckému přínosu českého cubesatu. Potěšující je, že na zemi již dorazila data z prvního spuštění rentgenového dalekohledu. Analýza ukázala, že systém pracuje tak, jak se čekalo a funguje i nastavování parametrů přístroje – např. volba expoziční doby, nebo typ ukládání dat. Pozemní týmy prozatím plánují základní testovací období měření kosmické radiace bez vyklopené optiky. K rozložení by mělo dojít nejdříve na podzim letošního roku a pak bude tento teleskop sledovat Slunce.

První zkouška detektoru rentgenového dalekohledu VZLUSAT-1 zachycující kosmickou radiaci, prozatím bez vyklopení optiky rentgenového dalekohledu

První zkouška detektoru rentgenového dalekohledu VZLUSAT-1 zachycující kosmickou radiaci, prozatím bez vyklopení optiky rentgenového dalekohledu
Zdroj: VZLÚ

FIPEX

Spuštění přístroje FIPEX, který má za úkol měřit koncentraci kyslíku v atmosféře je momentálně plánováno na začátek srpna letošního roku, tedy za dva týdny.

Dosavadní analýza obdržených údajů spojená s kontrolou palubních systémů vede pozemní týmy k optimismu. Dá se očekávat, že životnost družice bude dva roky a VZLUSAT-1 bude po tuto dobu provádět celou řadu experimentů a měření. O dalším vývoji v tomto mimořádně zajímavém projektu vás budeme rádi informovat.

Zdroje informací:
Tisková zpráva VZLUSAT-1

Zdroje obrázků:
VZLÚ

Aktuální novinky od českého cubesatu, 5.0 out of 5 based on 27 ratings
Pin It
(Visited 2 130 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 (27 votes cast)
(Visited 2 130 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)


26 komentářů ke článku “Aktuální novinky od českého cubesatu”

  1. Spytihněv napsal:

    Vesměs dobré zprávy, díky za ně. Jsem moc zvědav, jak vyjdou rtg. snímky Slunce. Už jen ten s pouhou radiací musel tým velmi potěšit. Pokud jde o restarty družice, tak je to vůbec nějak řešitelné, pokud jsou důvodem opravdu změny teplot?

  2. Alois napsal:

    Zajímalo by mne, kdo platí provoz družice a náklady na pořízení a provoz pozemního zařízení.
    Pokud v celkovém účtu a sestrojení, vypuštění a provoz je příspěvek státu minoritní, neměla by být družice označována jako “ česká“, ale SOUKROMÁ DRUŽICE příslušné ČESKÉ UNIVERZITY.
    Krom jiného by to prezentovalo i úroveň našeho Vysokého školství, potažmo bohužel i neschopnost státu.

    • Spytihněv napsal:

      Nikdo přece netvrdí, že Česko vypustilo družici. Ale česká je, protože ji sestrojili Češi. Že je něco českého, ještě neznamená, že to má něco společného se státem.

    • Martin Krupička napsal:

      Družice jsou placeny mj. z grantů TAČR, tj. vládní peníze na aplikovaný výzkum. Takže přímá státní účast dle mého není minoritní. A i kdyby, univerzity mají peníze taky převážně ze státního rozpočtu, ať už přímo nebo nepřímo.

    • Vertat napsal:

      Pozemní stanice byla vybudována v letech 209-2011 z prostředků GA ČR (grantová agentura České republiky). Pak byla udržována v prostředků univerzity (směs státních peněz a vlastních prostředků). Od zahájení projektu VZLUSAT je stejně jako tento projekt spolufinancován z TA ČR (technologická agentura České republiky). Takže státní účast už je zde dlouhodobější.

    • PaRi napsal:

      Tak tyhle starosti bych opravdu chtěl mít…

    • maro napsal:

      Tak to těžko. Makají na tom na univerzitě, kterou platí stát. A na samotný projekt dává stát granty. Nebo jste snad viděl na té družici logo nějakého soukromého sponzora? Já teda ne.

  3. Alois napsal:

    Vycházím z amerického případu. O Dragonu se též nepíše, že jej vypustily Spojené státy, či že je to americká dopravní loď, ale jen o produktu Space X, bytˇ nezanedbatelný podíl NASA tam zcela jistě je. Pokud by tedy univerzitní satelit postavila, vypustila a hlavně zaplatila Česká kosmická kancelář, financovaná účelově ze státního rozpočtu, prosím je to Česká družice. Ale pokud ji financuje univerzita a soukromý sektor, pak je to univerzitní družice, tedy soukromá, nikoli výsledek činnosti České kosmické kanceláře. Je to můj právní výklad a zajisté připouštím, že nemusí být autentický. Vadím mi že napadeným označením se pomíjí obrovsky záslužná práce autorů družice, kteří o družicích neklábosí, ale staví je.

    • Vertat napsal:

      Jestli česká nebo soukromá není důležité. Pravdou je, že ani bez státních, ani bez soukromých peněz by projekt nevznikl. Pro soukromý sektor je to velmi riziková nemalá investice. Sice indické rakety PSLV mají vynikající statistiky úspěšnosti, ale celkově všechny kosmické projekty jsou rizikové z pohledu selhání rakety i selhání družice. A tady nastupuje stát, aby řekl, že tato oblast rozvoje je v jeho zájmu a záležitostí prestiže a tyto rizikové investice podpořil. A zde to stát udělal, takže bych nijak účast státu nebagatelizoval. A aby stát zcela zaplatil celou družici by nebylo férové požadovat, když jsou tam k testování technologie soukromých společností.

  4. Kenny007 napsal:

    Ten snímek s binningem 32 je děsivý 😀 To vypadá jako generátor skinnů na Minecraft :D. Samozřejmě chápu že jde jen o test hardware. Na první snímky Slunce v plném rozlišení jsem opravdu zvědavý, natlačit do cubesatu rtg dalekohled je něco co jsem považoval za nemožné. Držím palce a klobouk dolů.

    • Vertat napsal:

      Tyto satelity nepoužívají příliš vysokorychlostní přenosy, pro představu zde hovoříme jen o 4.8kbit/s zhruba 4x za den na dobu přeletu 10 minut. K tomu spousta mrtvého času na přepínání směru komunikace, hlavičky rámců, zabezpečení i výpadky v komunikaci vlivem rotace satelitu nebo rušení. Proto je na satelitu uděláno to, že můžeme nejdříve přenášet pouze metadata snímků (např. kolik pixelů je zasažených a další statistiky) a na základě nich se rozhodnout, zda stahovat celý snímek. Nebo pro testy stahovat to snížené rozlišení.

      • Android napsal:

        Jaká je šance třeba na příští 2U družici přidělat rychlejší komunikaci? Je to jen otázka peněz a nebo je to spíš rozměrový a výkonový problém?

        • Kenny007 napsal:

          Děkuji za vysvětlení, myslel jsem si že to tak nějak bude.

        • Vertat napsal:

          Otázka peněz je to také, ale nejen jich. Vyšší přenosové rychlosti potřebují větší frekvenční šířku kanálu a na 435-437 MHz pro to není moc prostoru, takže se provozují ve vyšších pásmech (třeba S-band 2,4 GHz). Větší útlum přenosové cesty se dohání větším ziskem antény (třeba naše parabola 1.9m průměru), což ale znamená daleko užší vyzařovací diagram (nutný přesnější a dražší rotátor) a pevnější instalaci, protože orkán nebo námraza v kombinaci se silným větrem se do takovéto antény pěkně opře. To už jsme u té ceny za přesný a robustní rotátor a slušnou anténu. Dříve nebyla tolik dostupná rádia na vyšší frekvenční pásma, dnes už to není zase takový problém (spousta SDR transceiverů na trhu). Nicméně po světě je spousta radioamatérů v pásmu 435-437 MHz s rotátory, v S-bandu jich je podstatně méně, takže když potřebujete s něčím pomoci, je menší výběr.
          Další otázkou je hardware pro satelit. Vzhledem k vlnové délce vyšších frekvenčních pásem a rozměrům satelitu už nelze jednoduše udělat všesměrovou anténu (nebo alespoň něco jí blízkého), takže pro spolehlivou komunikaci by pak bylo potřeba směrovější anténu namířit vůči pozemní stanici (nutný spolehlivý a rychlý polohu stabilizující a řídící systém – pro CubeSaty stále problém). Bez něj by byly v komunikaci dlouhé výpadky dané odvrácením směrové antény satelitu a smazala by se tak výhoda rychlejšího přenosu. Slovenský tým skCube má experimentální rádio v S-bandu, snad se jim podaří satelit znovu nahodit a budou nějaké zkušenosti s tímto komunikačním systémem. Nevím, zda prvotní data stahovali přes něj.
          Další otázkou je pak všudypřítomné rušení v S-Band pásmu od WiFi, takže komunikační stanice ve městě bude ve velké nevýhodě.

      • Tomáš Vodička napsal:

        Zdravím, rád bych se zeptal, zda je teoreticky (nebo i prakticky) možné, že by se provozovatelé podobných projektů po světě dohodli na sdílení přenosové techniky, takže by bylo možné přenášet data i v době přeletu nad jinými oblastmi? Možná je to naivní, ale představuji si něco jako „cubesatnet“…
        A ještě jedna otázka: mohl by patřičně vybavený (hypotetický) cubesat komunikovat přes síť Iridium?

        • Vertat napsal:

          Něco takového už existuje nebo existovalo (genso network) a nevím, jak na tom momentálně jsou, stránky nějak nefungují. Každopádně radioamatéři jsou velmi ochotní a běžně se s nimi spolupracuje při řešení nouzových situací. Viz. záchrana dvou australských satelitů z QB50 díky radioamatéry provozovanému teleskopu Dwingeloo.
          Co se týká komunikace přes Iridium, byl by to zajímavý experiment. Velikostně už se moduly vejdou do CubeSatu, otázkou je jejich radiační odolnost a jak si poradí se zcela jiným dopplerem v porovnání s podmínkami na Zemi. Spotřeba na občasné přenosy dat v dávkách by se krátkodobě také dala pokrýt.

  5. rhronza napsal:

    Děkuji za zajímavý a působivý článek. Systém stabilizace satelitu na základě interakce magnetického pole vytvářeného satelitem (prostřednictvím mikrotorquerů) a magnetickým polem Země je dnes běžný způsob stabilizace satelitu nebo se jedná o novinku/průkopnickou technologii ?

    • Android napsal:

      Sice jsem laik, ale tenhle systém je u cubesatů dost rozšířený. Tedy nic nového.

    • Vertat napsal:

      Jedná se o asi zatím nejčastější způsob, ale ne zcela jednoduchý a bezproblémový. Jsou potřeba modely magnetického pole Země a měření magnetometry na palubě. Ty ale mohou být ovlivněny proudy uvnitř družice. Stabilizace při omezeném příkonu je zdlouhavá. Občas se ještě objevují reakční kolečka, v CubeSatech byli jejich průkopníky lidé z Berlína, co vím. Hodně se ale teď řeší na konferencích různé formy mikropropulsních MEMS motorků, z Evropy to opět dělají hodně německé týmy.

      • rhronza napsal:

        Připadá mi to jako zajímavá alternativa. Tím se vlastně obešla nejčastější příčina konce práce satelitu – tj. končící zásoby paliva (je třeba jen elektrika?). Tato metoda se požívá jen na Cubesat-ech?

        • Vertat napsal:

          Nevím o tom mnoho, ale jen elektřina nestačí. Je tam látka, která musí být uvolněna a urychlena, aby vytvořila tah. U Cubesatů jde jen o to, aby to byla látka chemicky bezpečná i ve vakuu a aby se pokud možno nemusely používat tlakové nádoby na uskladnění. Vše kvůli bezpečnosti hlavních satelitů, ke kterým jsou CubeSaty přibaleny na společný start. Něco je k nalezení zde:
          http://www.busek.com/cubesatprop__main.htm
          http://pepl.engin.umich.edu/thrusters/CAT.html

          A tady už se dají koupit na eshopu 🙂
          https://www.cubesatshop.com/product-category/propulsion-pressurisation/

        • rhronza napsal:

          Aha :-). Tak to moje představa byla dost naivní. Já si to představoval jako interakci relativně stálého magnetického pole Země a specificky proměnného magnetického pole sondy která vytváří nějakou hybnost (jako např. když se dva magnety odpuzují). Na základě Vašeho vysvětlení je však jasné, že se přeci jen jedná o tryskový motůrek 🙂

        • rhronza napsal:

          Znovu jsem si vše přečetl a vidím, že jsem si možná neporozuměli:

          1) stabilizace prostřednictvím interakce magn. pole sondy a magn. pole Země žádnou kapalinu nepotřebuje a stačí jen elektřina ?

          2) mikropropulsní MEMS motorky jsou v podstatě malé tryskové motorky požívající kapalinu a nevytváří hybnou sílu pro stabilizaci interakcí nagn. pole sondy a magn. pole Země.

        • Tomáš Báča napsal:

          @rhronza: téměř, ale skoro. Stabilizace pomocí mag. pole (magnetotorquers) skutečně potřebuje jen magnetické pole země a trojici cívek na sondě. Není to však „pohon“, pouze se mění orientace (úhlové rychlosti).

          Mikropropulsní systémy (ať už MEMS motorky, či třeba miniaturní iontové motory) můžou sloužit jak pro stabilizaci orientace (pokud jsou namontovány s vektorem tahu mimo těžiště), ale také pro skutečný pohon (změnu rychlosti, tedy změnu orbity). V obou případech jde už ale o klasický reaktivní pohon, kdy je ze sondy vystřelována hmota a v reakci na to udáváme sondě zrychlení, nebo změnu momentu hybnosti.

    • Lyco napsal:

      Stabilizaci pomocí magnetického pole měl už např. český Magion 1, svého druhu taky takový cubesat 🙂 (rozměry 30x30x16 cm, letěl jako sekundární náklad)

      https://cs.wikipedia.org/wiki/Magion#Magion_1

Zanechte komentář