MRC-100 alias SMOG-2 műhold

Kapcsolódó

A nap képe #1446 – Armstrong felkészülése

Neil Armstrong szimulációs gyakorlaton vesz részt 1969. április 18-án.

5 évesek lettünk!

2019. április 20-án írtuk első cikkünket az akkor még...

Hétzáró indítás a Hszicsang Űrközpontból

Kína keretbe zárta a hetet, hiszen hétfőn, valamint vasárnap,...

A nap képe #1445 – Csodálatos Föld

Michael López-Alegria szavaival élve: "Semmilyen szintű oktatás vagy felkészülés...

Kővágó Angéla vendégírónk újabb cikkében ismét egy interjút olvashattok. Ezúttal a következő magyar zsebműholdról, az MRC-100-ról tudhattok meg rengeteg információt.

Szintet lép a Műegyetem zsebműhold-fejlesztő csapata, hiszen a MASAT, a SMOG-P, és a SMOG-1 után 2023 júniusában egy ezektől háromszor nagyobb, 3PQ (5×5×15cm) méretű kisműholdat indítanak a világűrbe, ezúttal a SpaceX segítségével. A küldetés céljairól és az MRC-100 alegységeinek műszaki paramétereiről Herman Tibort, a BME Szélessávú  Hírközlés és Villamosságtan tanszék tudományos segédmunkatársát kérdeztük, aki a beszélgetés során többek között a műholdfejlesztés nehézségeiről is elárult néhány érdekes részletet.

Kővágó Angéla: – Világos, hogy a műholdfejlesztés nem egyemberes tevékenység, de ezúttal annyira szoros volt az együttműködés a jövőre 100 éves Műegyetemi Rádió Clubbal, hogy az új műhold is róluk lett elnevezve. Hányan vettek részt a munkában és ki az, aki egyáltalán meghívást kap egy ilyen projectre?

Herman Tibor: Igen, a jövőre esedékes jubileum miatt döntöttünk úgy, hogy a műhold neve nem SMOG-2 lesz hanem MRC-100. A műholdfejlesztést az egyetemen mind pénzügyileg, mind eszközigény szempontjából, a Rádió Club támogatja. Dudás Levente a tanszék adjunktusa a Rádió Club elnöke is egyben, így mivel itt a Szélessávú Hírközlési és Villamosságtan tanszéken egyébként is foglalkozunk űrtechnológiával, közös az érdeklődés, ezért korábbi űrös részprojectek után fogtunk bele a műholdfejlesztésbe. Az alrendszereket, illetve a műhold fedélzeti rendszereit, az elektronikát és a vázszerkezetet nagyjából 8-10 fős keménymaggal terveztük, ők jórészt oktatók és hallgatók, illetve van még egy külsős is, aki az ELTE Csillagászati Kutatóintézet egyik munkatársa, de a többiek mind itt a radarlaborból kerültek ki. Jelenleg a csapatban csak mesterképzéses hallgatók vannak, mert egy jó elektronikai alapképzettségre azért szükség van, végül is a műhold egy elektronikai űreszköz. Természetesen vannak gépészeti vonatkozások, pl. a vázszerkezet, vagy a termikus egyensúly szempontjából, aztán az energetikai problémák miatt szükségünk van villamosmérnökökre és persze vannak a soft részek, mint a projectmanagement, a PR tevékenységek, a közösségi média megjelenések…na, hát ezt is mi csináljuk.

K.A.: – December elején telepítettétek platformra a műholdat Glasgowban, ez hogyan sikerült, illetve mi volt ott pontosan a feladat?

H.T.:Az Alba Orbital tisztaszobájában egy kidobó szerkezetbe kellett betenni az MRC-100-t, arra került rá a takarólemez, amit aztán csavarokkal felerősítenek az egyel nagyobb műhold robbantókarimájára. Pályára állítás után ennek a kidobó szerkezetnek az ajtaja kinyílik, és a rugó kitolja a benne lévő műholdakat.

K.A.:  – Mennyi időt vesz igénybe a leválás?

H.T.: Ez a D-Orbit olasz cég műholdja, így most is kettős startunk lesz, mint a SMOG-1 esetében. A SMOG-P-nél viszonylag gyorsan történt minden, ott a Rocket Lab rakétájával mentünk, a fő hasznos terhe ott is egy másik műhold volt, de indulás után másfél órával a mi műholdunk már önállóan működött. Ezúttal a rakétastart után egy hetet kell várnunk, hogy az MRC-100 elhagyhassa a szállítóeszközt.

K.A.: – Együtt löki ki a két műholdat vagy egymás után?

H.T:  – A rakétából először pályára áll a nagy műhold. Annak egy részegysége a pályára állító szerkezet, ami összesen 6 Unitnyi műholdat képes kilökni, így a mi 3U-nk mellett lesz még egy 2 és egy 1 U-s pocket cube, és így ezt a hármat egyszerre löki ki. Az még érdekes lehet, hogy a rakéta rakterében rajtunk kívül még Starlink műholdak is lesznek.

K.A.: – Milyen pályára áll a műhold, és milyen élettartamra tervezitek?

H.T.: A pontos pályát még nem tudjuk, de LEO-ra megy, valahova 400 – 600 km közé. A rajta lévő eszközök, a tápellátás, a fedélzeti számítógép, a rádió, az ADCS, az S-sávú adó sugárzás ellen nincsenek védve, cserébe minden kritikus alrendszer redundáns. Tudjuk, hogy nem fog működni évekig, a napelemek is degradálódni fognak, de mi arra számítunk, hogy legalább egy évig kitartanak majd.

K.A.: – Most hogy megtörtént az integráció, mennyi időt tölt még Európában, mikor megy ki a SpaceX-hez?

H.T.:Az Alba Orbitálnál, márciusra megtörténnek a közös környezeti tesztek illetve a rázásteszt. Utána kiviszik Olaszországba, ahol a felsőbb szintű integrálást végzik, majd ezt követően fogják átvinni Floridába. A start a legutolsó információ szerint 2023 júniusában lesz. Mi itt közben a Földön maradó példányt is összeállítjuk, mivel két repülő példányt építettünk, az egyiket szállítottuk ki, a másikon még tudunk végezni további teszteket itthon. Az egyetlen frissíthető szoftver az ADCS-hez, a helyzetstabilizáláshoz tartozik, és ahhoz még most írjuk azt a szoftvert, ami fent működésbe fog lépni.

K.A.: A sajtóban három év jelent meg, de mennyi idő alatt készült el valójában?

H.T.:Három évvel ezelőtt már tervben volt, de konkrétan a fejlesztés csak 2021 nyarán indult el, miután egy amerikai rádióamatőr alapítványtól (ARDC) pénzügyi támogatást kaptunk az indításra. Ez mintegy 60 000 EUR-t kb. 22 millió forintot jelent.

K.A.: – Akkor ez a műhold mennyire a SMOG-1 fejlettebb változata, vagy úgy is kérdezhetném mennyire SMOG-2?

H.T.:Lesz rajta elektroszmog mérés, ilyen szempontból lehetne akár SMOG-2-nek is hívni, de ezúttal több egyetem kísérete is helyet kap a fedélzeten. Lesz rajta két különböző típusú spektrumanalizátor, egy szoftver-rádió alapú illetve egy IC alapú szuperheterodin  rádióvevő.

K.A.: – Ezt röviden elmagyaráznád, hogy micsoda?

H.T.: Egy olyan rádióvevőkészülék, amelyben – azért, hogy ne kelljen minden egyes frekvenciasávra külön szűrőt létrehozni, pl. 30MHz-re, 1 GHz-re, meg mindenhova amin mér-, ezért a vett rádiójelet átkeverjük egy fix frekvenciára, ott történik szűrés-erősítés, majd egy másik középfrekvenciára még egyszer áttevődik, és onnantól kezdve lehet a jelből digitálisan mintát venni, majd azt feldolgozni.

K.A.: – A hivatalosan kiadott szerkezeti képen az látszik, hogy kártyák, vagy szerkezeti egységek ülnek egy alapplatformon. A Műegyetemen általatok épített műholdak mindig így néztek ki?

H.T.:  – Igen, a kisműholdak esetében gyakori ez az elrendezés, mivel valahogy azt a belső teret fel kell tölteni, nagyon sok variációs lehetőség nincs erre. Itt az alaplemez, amin a kártyák ülnek, összekötőelemként szolgál, ott futnak a vezetékek pont úgy, mint egy számítógép alaplapján. Ebből van egy a másik oldalon is.

K.A.: – Így jön létre a redundancia?

H.T.:Igen is meg nem is, van olyan, ami nem így van megduplázva, hogy két kártya van, hanem úgy, hogy egy áramkörön az egyik és a másik oldalon van a redundáns pár. Ez egy 3 U méretű műhold, 2 darab akkumulátorral, és 17 belső lemezzel, amiből több mint 10 valamilyen kísérletet jelent. Ami más volt még a fejlesztés során, az a tervezési sorrend, míg a SMOG-nál előbb történt az áramkör tervezése és utána a 3 dimenziós integrációs tervezés, itt ez fordítva volt, először megterveztük a 3D-s felépítést, abból kialakult egy nyomtatott áramköri körvonal, aztán a csatlakozótípus, csatlakozó elhelyezés, hogy minek hol kell lennie. Ezután konkrétan az én feladatom volt elmagyarázni mindenkinek, hogy hogy „így néz ki az áramköri körvonalad, itt van a csatlakozód, ezen dolgozhatsz, ennyi helyed van…”

K.A: – Ez a munkamenet mennyiben jobb, mint az előző verzió ugye azt mondtad, hogy korábban ez fordítva történt?

H.T.: Az MRC-100 komplexitása nagyobb, mint a SMOG-é volt, ott összesen 5 belső panel volt, itt meg 17. Abból a szempontból jobb, hogy szétszedni-, összerakni, könnyebb. Egyik kollégám jól megfogalmazta, hogy ez egy  „Plug and play” műhold ( Plug and Play: automatikus hardverfelismerés és konfigurálás). Belerakhatjuk azt, amit ki akarunk próbálni, pl. beletesszük a fedélzeti számítógépet, a tápot, a rádiót, ha belerakjuk még az akkumulátort is, akkor működik. Ekkor még csak egy kinyitott műhold, még nincsen összerakva, de így is tud működni, és ez azért jó, mert akkor még egyesével bele tudjuk rakosgatni a többi alrendszert. Az ADCS-t, az S-sávú adót,  GPS-vevőt, bármit, és ezeket be tudjuk kapcsolni, és persze távolról is tudjuk működtetni. Ez a tesztelést azért nagyban megkönnyítette, és mint mondtam a komplexitás miatt sokkal több dologra kellett most odafigyelni.

K.A.: Ha ez volt az előnye akkor mesélj kicsit a nehézségekről is, milyen gondok adódtak, amelyeket nehéz volt megoldani?

H.T.:  Amikor azt hittük, hogy már mindent beleraktunk akkor jött még egy ötlet, hogy na, akkor van még egy egyetemi kísérlet…hát akkor kicsit vakartuk a fejünket, hogy  ” az oké, de hova tesszük bele?”. Az első körben a belső paneleket terveztük és ekkor dőlt el, hogy  „30×30×3 mm, ez a bruttó hely, oda azt tesztek amit akartok, így kell kommunikálni, ilyen feszültséget, ennyi áramot kaptok”  Ezt az egyetemi partnerek ki is használták, úgyhogy amikor utólag akartunk betenni még egy kísérletet, az kicsit bajos volt.  Így most olyan fél mm-es tűrések vannak. A külső paneleket még épphogy lehetett igazítani, kicsit toltuk erre-arra, cserélgettük őket… Ilyenkor az a gond, hogy vannak kiindulási paraméterek. Pl.: szeretnénk, azt, hogy a közepén legyen a tömegközéppont, vagy a nagy sebességű kommunikációs részek, mint pl. az S-sávú adó, és a fedélzeti számítógép legyenek közel egymáshoz. Az UHF sávú rádióadó szintén legyen közel, viszont akkor a spektrumanalizátor már a másik oldalon legyen. A GPS vevő, a kamerával együtt, a rádióadóktól távol helyezkedjen el… és amikor így szépen lassan minden elrendeződött, akkor jött még egy egyetem, egy új ötlettel. Emiatt át kellett tervezni egy már elkészült nyomtatott áramkört, mert a feléről le kellett söpörni mindent, és a másik oldalára sűríteni, de egy másik helyen egy eredetileg két panelen elhelyezett áramkört átraktuk egyre, vagyis gyakorlatilag néhány esetben az újratervezés volt a megoldás.

K.A.: – A korábbi műholdak adatai alapján már elkészült egy teljesen egyedülálló elektroszmog térkép, miért fontos folytatni ezt a méréssorozatot?

H.T.: Az elektromágneses spektrum rádiófrekvenciás tartománya nem csak a DVBT sávból áll, amit a SMOG-ok mértek. Ez a digitális földfelszíni műsorszóró adás, ami mind egy GHz alatti mérés volt, az MRC-100-al azonban a rövid hullám tetejétől egészen 1,7 GHz-ig, illetve 2 és 3 GHz között tudunk mérni. Ez jóval nagyobb frekvenciatartomány, mint amire eddig lehetőség volt.

K.A.: – Miből adódhat elektroszmog ilyen frekvenciákon, illetve mi van most a SMOG-1-el?

H.T.: Nagyon sok szolgáltatást lefed ez a frekvenciatartomány, benne van az FM műsorszóróadás, amatőr sávok, de a további tartományokban pl. egész sok mobilhálózati frekvencia, egy GHz felett talán már radar sáv is van, de 1 GHz felett már ott van pl. a wifi. A SMOG-1-et tavaly nyár óta már nem követjük, mivel az akkumulátor degradálódása miatt kb. májusban kaptuk az utolsó értelmes adatot. Júniusban már nem igazán volt jó a napelem se, mivel azon még nem volt UV-védelemmel ellátott üveg.

K.A.: Ezek szerint most használtatok ilyet?

Amikor a napelemeket megvettük a Smog-1-hez illetve a Smog-P-hez, akkor még nem volt 4×4 cm-es méretben UV védős. A kisebb méret miatt el kellett vágni a napelemeket és ezt az UV-szűrős üveggel nem lehetett volna megtenni. Most 8× 4 centiset használtunk, 8 darab van összesen rajta, így kb. olyan 600-800 milliwatt (mW) körül tudunk egy oldalról energiát nyerni. A korábbi műholdakon 300 mW-ot lehetett a két napelem celláról. Ezúttal a téglatest alakú műhold oldalain van két-két-két napelem, és akkor a kettőről tudunk 800 milliwattot leszedni. Most, hogy nem kellett elvágni, tehát van rajta védelem, azt gondoljuk, hogy másfél évnél tovább is működik, de ha már a 12 hónapot elérjük akkor bőven sikeresnek mondhatjuk a küldetést. Ami még kérdés szokott lenni az a hőmérséklet, erre most nem végeztünk külön szimulációt, az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a körülményektől függetlenül a belső tér kb. szobahőmérsékleten marad. Azért reméljük, hogy most sem fog megfagyni az akkumulátor, mert a műhold folyamatosan, periodikusan az adóvevőn forgalmaz, ilyenkor az elektromos energia egy része hővé alakul, ami melegíti egyrészt az akkumulátort másrészt műhold többi részét. Egyébként, ha az akkumulátor hőmérséklete nem megy nulla fok alá, akkor  nincs gond mert a többi alkatrész  ̶ 40 és + 80 fok között  működik.

K.A.: – Egyéb űridőjárási körülmények, mint a napszél, napkitörések befolyásolhatják a műhold működését?

H.T.:  Persze, hiszen akkor megnövekszik a töltött részecskék száma. Ha pl. emiatt a fedélzeti számítógép zárlatos lesz, akkor automatikusan kikapcsolódik a hibás alrendszer, és át tudunk váltani a pótrendszerre. Ezután az alaprendszereket magától újraindítja a műhold.

K.A.: – Előbb már említetted a SMOG-on lévő akkumulátorokat, az MRC-100-on hogyan oldjátok meg az energiaellátást?

Két akkumulátorunk van, ami rá lehet kapcsolva egyszerre is. Gyakorlatilag fogtunk két 800 mAh-s fényképezőgép-akkumulátort, leszedtünk róla minden borítást, minden védelmet és csináltunk hozzá saját védőelektronikát ami megvédi a túltöltéstől, és a túlmerítéstől, aztán becsomagoltuk hőszigetelő anyaggal.

K.A.: Környezeti szenzorok?

Minden oldalon vannak fénymérők, ez részben az infraszenzort is helyettesítheti, mert ha hat irányból van adatunk, hogy mennyire süt a nap, akkor abból már lehet egy durva orientációs becslést tenni. Környezeti szenzornak van még mágneses térerősségmérő, szögelfordulásmérő, számos hőmérő, és gyorsulásmérő is.

K.A.: Facebookon sok kérdést kapunk, többek között az is érdekelt valakit hogy a mágneses helyzetstabilizáló rendszer pontosan hogyan működik majd az űrben?

H.T.: Az  ADCS (Attitude Determination Controll System) az egyik legfontosabb rendszer, amelyért az én csapatom felel. Három egymásra merőleges tekercsből áll, ezekkel tetszőleges irányú mágneses teret elő tudunk állítani. Az alapelv az, mint az iránytűnél is, ha mágneses teret gerjesztünk a műholdon, akkor elkezd beállni a Föld mágneses terébe, ilyen módon ebbe mintegy belekapaszkodva a mágneses tér felé el tudunk fordulni. Ez nem is a pályán maradás, hanem az orientációszabályozás miatt kell, hogy az antenna jó irányba nézzen. Itt is volt nehezen megoldható feladat, mert amikor kitaláltuk, hogy ilyet tegyünk bele, ezzel kapcsolatban még nem volt tapasztalatom. A szerkezeti ábrán ez a két sárga, ebből két darab egyforma van a fedélzeten, két vasmagos tekercs van benne, illetve egy légmagos tekercs. Előbbi azért jobb, mert a mágneses tér amit létrehoz, az erősebb tud lenni mint egy légmagos tekercsé. A vasmagos tekercsen van egy 1000 menetes kézzel tekert huzal, amitől elektromágnesként viselkedik. Tehát ha ezen a lakkozott rézhuzalon áramot vezetünk át, akkor körülötte mágneses tér gerjesztődik.
Középiskolai fizika óráról biztos sokan emlékeznek, a B=NIl  képletre vagyis az indukció a menetszámtól, az áramerősségtől és a hossztól függ. A harmadik, hosszanti tengelyen azonban ahol a légmagos tekercs van, ott sokkal kisebb forgatónyomatékot tudunk létrehozni. Viszont egyszerűen nem fért bele ahelyett vasmagos tekercs. Próbáltuk kicserélni egy vasmagosra, de nem sikerült ennek később majd jobban utána kell számolni. Most hogy időben ki tudjuk szállítani a műholdat, az a döntés született, hogy inkább frissíthető legyen a programkód azon a rendszeren. Itt most nem az történik, hogy bekapcsoljuk és akkor mindegyiken áramot folyatunk, hanem attól függően, hogy hol van a műhold, hogyan áll és hogyan áll épp akkor abban a pontban a Föld mágneses terének a vektora, nekünk kell előállítani azon a három darab tekercsen valamilyen beavatkozó jelet, hogy a megfelelő irányba mozdítsa a műholdat. Ennek az implementálása rengeteg időt vesz igénybe és rengeteg számolást, szimulációt igényel, de az elmúlt másfél évben ezzel még nem volt lehetőségünk foglalkozni ilyen mélységben.  Ezért biztosan kell majd még ezeknek a beavatkozó jeleknek az előállításán gondolkodni, illetve változtatni a küldetés során.
Egyébként két fázisból áll a helyzetstabilizálás: amikor pályára állítanak akkor elkezd bucskázni valahogy a műhold, forog minden tengelye körül, és ezt a   forgást szeretnénk lelassítani (detumbling). Ha már lelassult, akkor  jön az „irányba állítási fázis” ahol már mondhatjuk, hogy oké most szeretnénk a Föld felé nézni.

K.A: – Mennyi időt vesz ez igénybe?

H.T.: Hát ha egy napon belül megtörténik a detumbling akkor elégedettek lehetünk, de így a harmadik műholdnál az is elképzelhető, hogy akár negyed óra alatt is meg tudjuk majd csinálni. Szerencsére ennél a műholdnál nem olyan nagyon fontos, hogy gyorsan megálljon, irányba álljon a kamerájával és máris tudja küldeni a fotókat, ha ilyen küldetés lenne, akkor a stabilizálást nem is mágneses elven csinálják, hanem feltesznek három motort , ahol a lendkerék sebességváltozásából adódóan forgatónyomatékot tud kifejteni, ez lenne ugye a giroszkóp, de a mi műholdunk az nem így működik, hanem mágneses alapon. Ez azért lehetséges mert alacsony föld körüli pályán vagyunk, viszont ezen a 400-600 km-en is már csak fele akkora  mágneses tér van mint itt a Földön.

A másik dolog amivel számolni kell hogy oké, hogy frissíthető firmware-t akarunk de ehhez olyan szoftvert kell rá írni ami ezt lehetővé teszi. Ennek akkor bombabiztosnak kell lenni, tehát bármi történik, a programot fel kell tudni telepíteni innen a Földről, ami időt vesz igénybe. Időközben az is kiderült, hogy az ehhez az alrendszerhez kapcsolódó nap és horizontérzékelő szenzornak is frissíthető kell legyen a szoftvere. Ez az alrendszer úgy működik, hogy az alacsony föld körüli pályán a bolygót geoidnak látjuk elég nagy térszögben, ami infravörös tartományban sugároz, az űr pedig nem sugároz, tehát a kettő határán van egy éles váltás, ezt a kontrasztot keressük. Van rajta 4 darab infraszenzor, olyan mint amit hőkamerában szoktak használni. A Nap egy nagyon fényes pixel lesz, a horizont pedig egy kontrasztos vonal.  Ha van több szenzorunk amikkel látjuk, hogy hozzánk képest milyen szögben van a Föld horizontja, és még látjuk a Napot is, akkor meg tudjuk határozni a műhold orentációját.

Ha az időt is ismerjük akkor már helyzetet is tudunk mondani, de egyébként van rajta GPS-vevő készülék is. Erről azt kell tudni, hogy az ábrára GPS-vevőt írtunk mert úgy ismeri mindenki de egyébként ez egy GNSS (global navigation satellite system) vevő. Az orosz Glonass részt azt kikapcsoltuk, hogy még véletlenül se abból nyerjünk (esetleg szándékosan fals) adatot, vagy bármi gond legyen. A mienken a GPS, és az Európai Galileo van kiválasztva, ami alapján tud navigálni. Azért, hogy a boltban megvehető GPS-el ne tudj ballisztikus rakétát csinálni, az átlagos GPS nagyjából 30 km magasságban kikapcsol. Viszont lehet venni kb. százszoros áron olyan GPS vevőt, ami műholdon is működik, erről nyilván nyilatkozni kell, hogy nem fogod hadászati célra is felhasználni. Találtunk olyan GPS vevőt ami LEO-pályás műholdon működik,  kitettük az ablakba, bekapcsol, veszi a GPS jeleket de hogyan teszteljük le azt, hogy az űrben is működik-e? Ezt speciális programokkal tehetjük meg, amik GPS jeleket generálnak. Van szoftverrádiónk, letöltöttük a programot, azt mondtuk, hogy oké szimulálj műholdpályát, és ha ekkor megnézzük a számítógéppel összekötött a GPS vevőt akkor azt látjuk, hogy mondjuk a Déli sark felett repülünk 7 km/s-el, 600 km magasan.

K.A: – Szintén a Spacejunkie közösség tagjai kérdezték korábban, hogy a világűrben mihez képest határozzák meg a GPS jeleket? Ugyanúgy működik a helymeghatározás mint a földfelszínen?

H.T.: Persze, hiszen a Navstar GPS műholdak pályája az MEO pálya (közepes magasságú Föld körüli pálya), kb. 20 200 km-re van a Földtől, és ugyanúgy háromszögeléssel dolgozik, mindegy, hogy milyen magasságban van a meghatározandó helyzetünk.

K.A.: – Mit lehet tudni a fedélzeti számítógépről, mert ezt is sokan szeretnék az otthoni  géppel vagy a mobilokkal összehasonlítani.

Igen ez az, amit nem érdemes, mert ez fogyaszt 30 mW-t, az otthoni gép meg 300 wattot. Ez működik a vákuumban és a hideg-melegben, míg ha a 300 wattot felvinnéd akkor leolvadna az egész két perc után.

Ebben egy PIC32 mikrokontroller van, ami azért felelős, hogy a rádión kapott parancsokat végrehajtsa, kommunikáljon az összes alrendszerrel, letárolja a méréseket, és parancsra leküldje ezeket a Földre. Továbbá számon tartja pl. hogy az ADCS programkódja működőképes-e , és ütemezi a mindenféle működést. Az egész műhold működése úgy néz ki, hogy bizonyos feladatokat periodikus időközönként végrehajt. Ez mondjuk kezdődik azzal, hogy lesugározza a telemetriaadatokat, vagyis minden alrendszerről amit addig elmentett. Utána jön egy vételi ablak, amikor parancsokat fogad a Földről, – tehát az sem mindegy, hogy mikor küldünk fel egy parancsot mert nem biztos hogy meghallja hiszen nem mindig van bekapcsolva a rádió-adóvevő. Ezután a vételi ablak után bekapcsoljuk az AIS vevőt, ezt meg tudjuk mondani, hogy mondjuk 10 másodpercig tegye. Ezután jöhet a következő feladat, pl.: hogy mérjél spektrumot, de ez mehet együtt is, mert a két vevő készülék együtt is működhet. Egy adó és egy vevő felesleges, hogy egyszerre működjön, mert az egyik elnyomja a másikat. De összegezve nagyjából efféle feladatokból épül fel a műhold periodikus működése.

K.A: – Mennyi időt vesz igénybe egy periódus?

H.T.: Ez is változó, de automata üzemmódban kb. fél percenként újraindul ez a ciklus. Azonban ez csak az alapciklus, amikor csak telemetriát küld, de mindenegyes kísérletet nekünk kézzel kell bekapcsolni, tehát ilyenkor pl. még az S-sávú adó nem működik. Azt külön kell neki mondani, hogy küldd le milyen fájlokat mentettél el, de utána mondhatjuk, hogy a nagyméretűeket az S-sávú adóval küldje, így bekapcsolja a 2GHz-s adót, ami nagy sebességgel tud adni. Az E épület tetején van egy vevőállomás két antennával, az egyik működik S-sávon, 2,2 GHz-n, azzal is követjük a műholdat, így tudjuk venni ezt a jelet.

K.A.: – Mekkora adatmennyiséget tud tárolni?

8 MB ha jól emlékszem a tárhely méret, ami így nem tűnik soknak, de mi nem videókat hanem nyers adatokat tárolunk.

K.A.: – Az antennákról kevés szó esett, hogyan teremtetek kapcsolatot a műholddal?

H.T.: Két rádióadó van a fedélzeten, egy UHF sávon, 437 MHz n adó rádió amivel vezérelni is tudjuk a műholdat, illetve ott küldi le a telemetria adatokat.  A másik egy 2,2 GHz-s, akár 1 Mbit /sec sebességgel csak lefelé kommunikáló S-sávú adó. Az UHF sávon többféle adatsebesség is van, alapesetben 12,5 kbit/sec sebességgel kommunikálunk, de ez lehet gyorsabb vagy lassabb is. Az S-sávút be kell fordítani a Földi állomás felé, az UHF adó viszont egy kvázi gömbsugárzószerű antenna, aminek nagyjából mindegy az orientációja. Napjában 5-6-szor fog áthaladni felettünk, a műhold „footprintje” vagyis amit ő lát a Földből az nagyjából 4000 kilométer átmérőjű kör, ezért amikor áthalad akkor elvileg bármikor kapcsolatba léphetünk. Egy napszinkron pályán reggel és este is van 2-3 áthaladás, mindig ugyanakkor. 93 perc a keringési idő, ha pl. 11-kor 12,30-kor és délután 2-kor jön, akkor este is ezekben az időpontokban lesz vételi lehetőség.

K.A.:  – A SMOG -1 valós időben követhető volt a honlapon, erre most is lesz lehetőség?

H.T.: A SMOG -1 pályáját még most is lehet ott látni, mert radarral még mérik a helyzetét. Természetesen júniusra megoldjuk, hogy az  MRC-100 útját ugyanígy a honlapunkon keresztül lehessen követni, de ezeket az információkat a közösségi médiában, pl. a facebookon is meg szoktuk osztani. Ha valaki otthon szeretné a számítógépén látni az adatokat arra is van lehetőség. Ehhez először is szükség van egy antennára, amit csatlakoztatni kell egy vevőkészülékhez, legegyszerűbb, ha vesz az ember egy RTL-SDL-t. Ez egy USB-s szoftverrádió, ami eredetileg egy tv-vevőnek indult, csak rájöttek az okosok, hogy ezt lehet használni általánosságban is. Ezt már csak a számítógéppel kell összekötni, és ha a megfelelő szoftver telepítve van,- amit majd tőlünk lehet letölteni, mert itt megírják a kollégák- akkor működni fog. Ez egy olyan program, aminek megadja az ember melyik műholdat akarja követni, és nem csak azt írja ki, hogy mikor jön a műhold hanem az aktuális elevációs és azimuth szöget is, hogy merre kell nézni az antennával. Amikor látható helyen van a műhold, akkor elkezdi rögzíteni a vett jelet és utána azt fel is tudja dolgozni, így megmutatja műhold feszültség, áram, és hőmérsékleti adatait. Ez bárki által szabadon letölthető, sőt a forráskód is ott van. Mindez kb. a rakétastart idejére készen lesz. Lehet ezt persze automatizálni, és fel lehet tenni antennaforgatót, vagy tesz rá olyan antennát ami nem irányérzékeny és akkor bár kevesebb csomagot de folyamatosan is lehet venni a jelet. A Look4Sat androidos programmal még akár mobil telefonon is lehet követni a műholdat.

K.A.: Az egyetemi kísérletekről mit lehet tudni?

H.T.:  – A Szegedi Tudomány Egyetem  egy diákmodult, és egy akadémiai modult helyezett el. Ez utóbbin egy mikrokontrolleres kísérlet van, a diák kísérlet idézeteket és diákok neveit adja telemetriai csomagokban. A Debreceni Tudományegyetem a DE-SPACE program keretében eseménydetektort vagyis gyakorlatilag egy nagy memóriamodult épített, amibe először beírnak adatokat majd amikor a kiolvasott érték nem egyezik meg az eredetileg beírttal abból tudni lehet, hogy ott részecskesugárzás miatt történt valami. A Győri Egyetem különböző típusú hőmérőket vizsgál. A GPS vevőt illetve az akkumulátor hőszigetelő anyagot a H-Ion Kft-től kaptuk. Partnerünk még a 27G Kft, akik a Smogban is megtalálható doziméterből készítettek egy modult, ők a SMOG csapat korábbi tagjai, akik a project nyomán indítottak egy startupot.

K.A.: – Szoftveres hibajavításra van lehetőség?

Az ADCS-nél igen a többinél nincs. Ha pl. valamelyik egyetemi kísérlet nem működik, mert bekapcsolás előtt már olyan sugárzás érte, hogy rögtön rövidzárat tesz a tápfeszültségre, akkor azt többet nem kapcsoljuk be.

K.A.: – Az űrkutatás iránt érdeklődő középiskolások számára is fontos lehet, hogy 2022 szeptemberében űrmérnöki mesterképző indult az egyetemen. Fél év nem túl hosszú idő, mégis van már esetleg valamilyen tapasztalat ezzel kapcsolatban?

H.T.: A műholdon most két -, az űrmérnök képzésben is résztvevő hallgató dolgozik, ez egyébként az UniSpace programnak is része. Szeptember óta amúgy húszegynéhány hallgató tanul az új mesterszakon.

K.A.: – Miért jó itt dolgozni, milyen hosszú távú előnyökkel jár ez a hallgatók számára?

H.T.: Elég komplex látásmódot és szaktudást igényel, itt nem csak forrasztani kell, hanem áramkört és rendszert tervezni, mind mechanikailag mind kommunikációs szinten. Az MRC-100-ban 17 belső panelnek kell kommunikálnia egymással, hogy ezt elérjük, jól kell tudni programozni. Rádiófrekvenciás és energia mérleget kell tervezni, hogy legyen elég bejövő energia és ne merüljön le öt perc alatt a műhold. Ha az ember ismeri ezeket a lépéseket és átlátja, hogyan működik egy ilyen rendszer, akkor erre manapság nagyon széleskörű ipari kereslet van ez piacképes tudást jelent. Ha valaki egy ilyen projectet végigcsinál, akkor szinte bárhol elhelyezkedhet. Szerintem ezen túlmenően jó csapatépítő funkciója is van, meg kell tanulni mások problémáit átlátni, és együtt dolgozni.

K.A.: Milyen feladatok állnak a tanszék előtt ebben az évben?

2023-ban az űrmérnökképzésre készülünk, most már jönnek az újabb labormérések, amit el kell végezni majd a hallgatóknak, erre kell eszközökkel, mérőhelyekkel készülni, illetve van néhány piaci pályázatunk is, amin még az oktatás mellett dolgozunk.


A fejlesztői csapat

 

Ha a fenti részletes ismertető után bárkinek maradtak még kérdései, akkor azokat 2023. február 24.-én 16.00-tól felteheti Dudás Levente projectvezetőnek a Magyar Asztronautikai Társaság workshopján.

(1111 Budapest Szent Gellért tér 3)

A magyar kisműholdakat bemutató cikksorozat előző része a C3S Kft. WREN aszályfigyelő műholdjáról itt érhető el.

Dark mode powered by Night Eye