Studenci zbudują satelitę PW-Sat2, znane cele i założenia misji

Share

PW-Sat2 i jego żagiel, który po rozłożeniu ma mieć wymiary 200 x 200 cm (Credits: SKA)Od marzeń do ich realizacji prowadzi zazwyczaj długa droga, jednak by móc je zrealizować zawsze należy wykonać pierwszy krok. Studenci Politechniki Warszawskiej skupieni wokół Studenckiego Koła Astronautycznego, zamarzyli by zbudować satelitę PW-Sat2, zamarzyli i postawili pierwsze kroki ku ich realizacji. 22 marca bieżącego roku, w Siedlcach miało miejsce spotkanie podczas którego zostały nakreślone wstępne plany i cele budowy satelity PW-Sat2.

Podczas spotkania ustalono, iż projekt zostanie zrealizowany według norm europejskiego przemysłu kosmicznego (ECSS –European Cooperation for Space Standarisation),  część członków zespołu miała okazję poznać podczas udziału we wcześniejszych studenckich projektach. Według norm ECSS w projekcie satelitarnym wyróżniamy kolejne fazy od A do F dodatkowo poprzedzone tzw. fazą 0.

W trakcie trwania fazy 0 z kilku początkowych założeń zespół założył wszystkie podstawowe elementy całego projektu.

Owe podstawowe elementy to:

Definicja misji (Co satelita ma robić, po co, dla kogo?)

- Cel
- Budżet
- Ramy czasowe
- W jaki sposób satelita ma wykonać założoną misję
- Wymagania jakie musi spełniać cały satelita
- Jakie wymagania zespół stawia każdemu z podsystemów (komputerowi, modułowi komunikacji, modułowi zasilania
- Jakie są kolejne poziomy sukcesu misji. (Co uznamy za pełen, a co za częściowy sukces misji)
- Ryzyko niepowodzenia projektu, metody zmniejszania ryzyka

Na stronie projektu PW-Sat możemy przeczytać:

"Celem projektu PW-Sat2 jest edukacja poprzez umożliwienie młodym inżynierom zdobycia doświadczenia w samodzielnym zarządzaniu i pracy nad rzeczywistym projektem kosmicznym. Jednocześnie będzie to okazja do przetestowania w warunkach kosmicznych autorskich technologii opracowanych przez studentów i wykształcenia kadr dla powstającego w Polsce przemysłu kosmicznego".

Warsztaty zespołu PW-Sat2 podsumowujące początek projektu (Credits: PW-SAT.pl)

Jak wynika z powyższego najważniejszym celem jaki założyli sobie studenci zamierzający zbudować PW-Sata2, to edukacja. Bierze się to z tego, iż w obecnym zespole większość jego członków nie miała styczności z projektami satelitarnymi, uściślając tylko 3 osoby miały wcześniejsze doświadczenie w projektach kosmicznych, a tylko jedna w projekcie ostatecznie zrealizowanym i wyniesionym na orbitę.

Edukacja, edukacją, co jednak będzie celem misji samego satelity?
Tutaj studenci postanowili iść utartym szlakiem i wykorzystując wiedzę zdobytą podczas trwania projektu PW-Sat, chcą zbudować satelitę, który tak jak jego poprzednik posprząta temat deorbitacji kosmicznych śmieci.

Zespół powraca tym razem do koncepcji otwieranego żagla, który został porzucony w trakcie rozwoju PW-Sata. Jest także pomysł by zbudować i przetestować w kosmosie urządzenie zaprojektowane na potrzeby pracy inżynierskiej jednego z członków projektu. Jest to czujnik położenia Słońca, tzw. Sun Sensor. Urządzenie takie pozwala określić orientację satelity względem Słońca, a co za tym idzie również względem Ziemi i może być wykorzystywane przy współpracy z systemami kontroli orientacji.

Członkowie zespołu PW-Sat2, ustanowili także bardzo ambitne ramy czasowe, w których chcieli by zakończyć projekt. Członków zespołu dzieli średnio 2-3 lata do ukończenia studiów, a co za tym idzie, odejścia z projektu. Powzięto więc decyzję aby projekt od początku do końca zamknął się w dwa i pół roku, zaś sam start satelity mógłby nastąpić jesienią 2015 r.

PW-Sat2 (Credits: SKA)

Wysłanie i kontrolą zajmie się zespół składający się z wystarczająco młodych osób , które nie ukończyły studiów przed końcem misji. Czas ukończenia misji nie został jeszcze określony, wiąże się to z tym, że nie ma jeszcze wybranej rakiety, a więc daty startu ani orbity, od której ściśle zależy czas deorbitacji i spalenia się urządzenia w atmosferze.

PW-Sat2 również będzie wybudowany według standardów  CubeSat, tym razem 2U. Satelita będzie więc prostopadłościanem o wymiarach 10×10×20cm i masie 2kg. Praca w uznawanym na świecie standardzie pozwala na zmniejszenie kosztów i zwiększenie szansy na znalezienie rakiety.

Dla porównania PW-Sat miał 1 kg masy i wymiary 10x10x10 cm. Większy satelita oznacza, iż na jego ścianach zmieści się więcej ogniw słonecznych co zapewni mu znacznie więcej energii, a także sporo miejsca na różnego rodzaju podzespoły, które będą ładunkiem użytecznym. Pisząc prościej większy satelita oznacza projekt bardziej ambitny dający więcej możliwości budującym go inżynierom.

Na ładunek użyteczny PW-Sata2, który będzie realizował główne cele misji, zwany z angielskiego payloadem składać się będzie:

  • System rozkładania żagla – system będzie składał się z pojemnika na żagiel wraz z żaglem i płytki elektroniką do   obsługi podzespołu
  • Sun Sensor – czujnik słoneczny, eksperymentalny system wyznaczania orientacji satelity względem Ziemi
  • CAM 1, CAM 2 (cammeras) – Na pokładzie mają być umieszczone dwie kamery. Pierwsza (większa) będzie fotografowała Ziemię i być może dostarczy nam pierwszych polskich zdjęć Ziemi wykonanych z kosmosu. Druga, bardzo niewielka, będzie filmowała i robiła zdjęcia procesu rozkładania się żagla aby zweryfikować czy proces ten przebiegał poprawnie i sprawdzić jak żagiel zachowuje się po rozłożeniu.
  • Jak na każdym satelicie, także i na pokładzie PW-sata2 znajdzie się BUS, czyli podsystemy zapewniające kontrole satelity. W skład BUS'a będą wchodzić:
  • OBC (Onboard Computer) – komputer pokładowy; mózg naszego satelity przetwarza zbierane dane i steruje wszystkimi innymi podzespołami
  • COM (Communication) – podzespół odpowiedzialny za odbieranie sygnału zbieranego z anten i przekazywanie go do komputera oraz przygotowywanie danych z OBC do wysłania na Ziemię
  • AntS (Antennas) – anteny; służą do odbierania i wysyłania sygnału z i na Ziemię.
  • EPS (Electrical Power System) – system zasilania wraz z bateriami; zarządza energia na pokładzie satelity, decyduje kiedy uśpić satelitę przy niedoborze mocy i kiedy ponownie go uruchomić
  • ADCS (Attitude Determination and Control System) – system odpowiedzialny za wyznaczanie i zmianę orientacji satelity względem Ziemi.

By łatwo poddać projekt ewaluacji i stwierdzić na ile misja się udała, zespół stworzył skalę z kolejnymi poziomami sukcesu. Posłużą one w trakcie projektowania za wyznacznik priorytetów przy podejmowaniu decyzji konstrukcyjnych.

Kolejne poziomy sukcesu:

 - Satelita złożony i przetestowany przed startem, jest gotowy do lotu
 - Satelita zaakceptowany do startu
 - Satelita zintegrowany z rakietą na wyrzutni startowej
 - Satelita wystrzelony na orbitę
 - Satelita działa w trybie podstawowym, wszystkie podstawowe podzespoły działają na nominalnym poziomie
 - Komunikacja działa na podstawowym paśmie(UHF transmisja/odbiór, anteny rozłożone prawidłowo, dane wysłane na Ziemię)
 - Mamy kontrolę nad satelitą ze stacji naziemnej
 - Udane rozłożenie otwieranych paneli słonecznych i dostarczenie wymaganej mocy
 - Sun Sensor (czujnik słoneczny) działa i mierzy orientację satelity względem Słońca
 - ADCS (system kontroli orientacji) działa, jest możliwość zdalnej kontroli orientacji z Ziemi
 - Komunikacja działa na dodatkowym paśmie S-band
 - CAM1 (kamera 1) działa i wysyła zdjęcia na Ziemię
 - Żagiel zostaje prawidłowo rozłożony
 - CAM2 (kamera 2) nagrywa proces otwierania żagla i wysyła nagranie na Ziemię
 - Satelita zostaje zdeorbitowany, koniec misji.


Po zakończeniu fazy 0 zespół przeszedł dalej – do fazy A. Na tym etapie, przez kolejnych 6 miesięcy, członkowie zespołu przyjrzą się bliżej konkretnym rozwiązaniom konstrukcyjnym każdego z podzespołów, zostaną zbudowane pierwsze prototypy różnych konkurujących ze sobą pomysłów i na koniec zostaną wybrane te najbardziej obiecujące do dopracowania w fazie B. Dalej zostaną nawiązane kontakty z firmami umożliwiającymi wyniesienie satelity. Pod koniec fazy A podjęte też zostaną decyzje o tym, które z elementów zostaną kupione gotowe, a które zespół zaprojektuje samodzielnie.

(Credits: SKA)

W pierwszej części fazy A zespół PW-Sat2 podzielił się na mniejsze grupy, które pozwolą lepiej wykorzystać czas i zasoby. Poniżej znajduje się dokładny spis podzespołów oraz główne obowiązki do nich należące:

  • ADCS    Attitude Determination and Control System Zespół odpowiedzialny za system kontroli położenia – ADCS (magnetometry, magnetorki, realizacja kontroli i zmiany położenia, algorytmy do systemu sterowania)
  • CAM    Cameras    Zespół odpowiedzialny za kamery: Cam1 i Cam2 (kamera1, kamera2, komponenty, przetwarzanie i magazynowanie danych, oprogramowanie)
  • COMM    Communication    Zespół odpowiedzialny za moduł komunikacji (anteny, moduł komunikacji, alokacja częstotliwości, telemetria, telekomendy)
  • DT    Deployment Structures    Zespół odpowiedzialny za strukturę deorbitacyjną oraz machanizm otwierania paneli słonecznych (projekt, wykonanie i testy struktur rozkładalnych)
  • EPS    Electrical Power System Zespół odpowiedzialny za moduł zasilania (akumulatory, panele słoneczne, budżet energetyczny, moduł EPS, scenariusze zasilania)
  • GS Ground Station    Zespół odpowiedzialny za stację naziemną (organizacja stacji naziemnej)
  • MA Mission Analysis Zespół odpowiedzialny za analizę misji satelity, symulacje dynamiki satelity, poszukiwanie nosiciela
  • OBC    On-Board Computer    Zespół odpowiedzialny za komputer pokładowy – OBC (magazynowanie i przetwarzanie danych , moduł OBC, software)
  • PR Public Relations/promotion team Zespół odpowiedzialny za promocję projektu, reklamę oraz pozyskiwanie funduszy (strona www, profil fb, gadżety)
  • SunS    Sun Sensor Zespół odpowiedzialny za czujnik słoneczny (budowa stanowiska testowego, wytwarzanie i testy czujnika słonecznego)
  • TCS    Thermal Control System Zespół odpowiedzialny za system kontroli termicznej ( projektowanie systemu TCS, MLI, modele termiczne)

Poczynania zespółu PW-Sat można śledzić na stronie www.pw-sat.pl i profilu w portalu facebook!

Dodaj komentarz

Kod antyspamowy Odśwież

O nas

Jesteśmy grupą ludzi, dla których astronautyka jest pasją. Wspieramy polskie dążenia w kierunku gospodarczego wykorzystania technologii kosmicznych. Jeśli interesują Cię zagadnienia związane z polskim space-techem, ta witryna jest dla Ciebie, jeśli chciałbyś nam pomóc wesprzyj nasze działania, dołącz do Nas!

Więcej informacji...

Powrót na górę