Z Plzně do kosmu: Chystá se první studentská družice Pilsen CUBE II

  • Už příští rok by mohla do vesmíru odstartovat další česká družice
  • Pilsen CUBE II je studentskou družicí
  • Na palubě bude šest experimentů

V Plzni se na svou cestu do vesmíru chystá osmá česká družice. Pilsen CUBE II ponese šest experimentů, na kterých pracují středoškolští studenti.

V posledních letech roste počet vypouštěných družic a velkou část z nich tvoří CubeSaty – standardizované satelity ve tvaru krychle o hraně 10 cm. Podobných krychliček může být samozřejmě poskládáno více do většího celku.

CubeSaty se používají pro komerční účely, výzkum nebo pro studentské projekty. Vloni se jich na oběžnou dráhu vydalo 290. Mezi nimi i český VZLUSAT-1. Pilsen CUBE II se stane první českou studentskou družicí a druhým českým CubeSatem.

Šest experimentů

Pilsen CUBE II vzniká pod záštitou Fakulty elektrotechnické Západočeské univerzity a města Plzeň.

Experimenty připravily týmy převážně středoškolských studentů, kteří se postarají nejen o stavbu experimentů, ale budou mít na starost také vyhodnocení naměřených dat.

Do projektu se přihlásilo několik desítek zájemců v šesti týmech. Experimenty jsou nyní dokončovány a budu umístěny na palubu družice:

iSOUEsense: testování procesorů a pamětí

Cílem experimentu je realizovat systém s několika procesory a paměťmi pro otestování jejich životnosti v radiačních podmínkách vesmíru. Procesory si budou vzájemně kontrolovat správnou funkcionalitu a případně i obnovovat činnost po radiační události až do úplného selhání obvodů.

SPUT_N1K: měření úhlové rotace satelitu

V rámci experimentu bude probíhat měření rychlosti rotace satelitu ve všech třech osách pomocí elektronických gyroskopů. Získaná data se využijí v laboratoři k tvorbě interaktivního virtuálního modelu satelitu se stejnou rotací.

Teploměrka: testování infračervené kamery

Cílem je ověřit funkčnost a životnost jednoho nebo více modulů pro snímání tepelného záření Země, s možností využití těchto modulů pro zjištění prostorové orientace satelitu i během letu ve stínu Země.

PilsCam: testování CMOS kamery

Jak už název napovídá, půjde o jednoduchou a malou kamerou. Základním cílem je ochrana snímacího prvku kamery před tepelným zničením při přímém pohledu kamery do Slunce a vyhodnocení obsahu snímku ještě na palubě satelitu před jeho stahováním v plné kvalitě.

Naděnky team: testování magnetometru

Cílem experimentu je realizace a testování magnetometru na palubě satelitu za účelem měření magnetického pole Země. Tým sice z časových důvodů z projektu odstoupil, ale experiment by se měl přesto do vesmíru vydat. Nejspíše ho převezme střední škola z Tábora. Tým také připraví cívku a pokusí se navrhnout algoritmus pro brzdění rotace satelitu přepínáním směru proudu v cívce na základě měření magnetometrem.

Filip Novotný team: měření radiačního prostředí uvnitř satelitu

Cílem experimentu je realizovat systém čítající energetické částice pomocí polovodičového detektoru a zjišťovat tak radiační situaci uvnitř malého satelitu na nízké oběžné dráze Země.

Vše se musí vlézt do 10 cm krychle

CubeSat má dvě základní části: užitečné zatížení (experimenty) a „šasi“ – subsytémy, které zajišťuje řízení, komunikaci se Zemí, elektrickou energii, stabilizaci apod.

Energii dodávají solární panely. Na palubě musí být také akumulátory, ze kterých satelit čerpá energii v době, kdy je v zemském stínu. V případě Pilsen CUBE II budou solární články dodávat asi 2 W energie, což ale stačí na obsluhu všech experimentů i řízení a ovládání družice.

O řízení se postará procesor STM32. Spojení se Zemí zajistí dvě radiostanice se třemi druhy vysílání. Omezenou telemetrii budou moci zachytit také radioamatéři. Další vysílaní je určené pro pozemní středisko a třetí jako experiment.

V prostoru se bude satelit orientovat prostřednictvím detektorů ultrafialového, viditelného a infračerveného záření, které dokáží určit pozici Země a Slunce a to i v okamžiku, kdy bude Pilsen CUBE II v zemském stínu. O stabilitu v kosmickém prostoru se postarají magnetické stabilizační cívky.

Z Plzně se už jedna družice řídí

Římská číslice II v názvu družice by mohla vyvolat dojem, že se jedná už o druhou družici z Plzně. PilsenCUBE do vesmíru nikdy neletěl. Jednalo se o projekt, který byl v letech 2009 až 2011 řešen na Fakultě elektrotechnické Západočeské univerzity v Plzni. Jeho cílem bylo studovat nedostatky stávajících CubeSatů.

Na univerzitě přesto mají s CubeSaty zkušenosti. Mimo jiné se odtud řídí první český CubeSat VZLUSAT-1, který se do vesmíru vydal v červnu 2017 a stále funguje.

Stavba družice není levná záležitost

Přestože jsou CubeSaty v základní verzi jen 10 cm velké krychle, nejedná se o levnou záležitost. Průměrný rozpočet i studentského projektu se pohybuje v řádu milionů korun.

V případě Pilsen CUBE II se podařilo snížit náklady využitím stávajících kapacit univerzity a to včetně těch personálních. Město Plzeň přispělo na projekt částkou 1,5 milionů korun v rámci Smart City Plzeň.

Start v roce 2019

Družice má být hotová přibližně do konce letošního roku. Ke startu by mohlo dojít v průběhu roku 2019.

Nosič zatím tým nevybral, ale jako pravděpodobná varianta se jeví indická raketa PSLV, která vloni vynesla VZLUSAT-1.

PSLV vynáší CubeSaty poměrně často. V únoru 2017 si připsala na své konto i rekord. Při jediném startu dopravila do vesmíru 104 družic.

„S indickým PSLV nosičem již máme dobrou zkušenost z mise VZLUSAT-1,“ uvedl pro VTM Ivo Veřtát ze ZČU.

„Raketa má velmi vysokou spolehlivost i přesnost navedení satelitu na dráhu. Výběr nosiče ale probíhá způsobem, že zprostředkovatel nabídne několik konkrétních nosičů, předpokládané dráhy satelitů, očekávaný termín vypuštění a nejzazší termín dodání hotového satelitu. Z nich si potom můžeme vybírat. “

Pilsen CUBE II by měl být naveden na dráhu ve výšce 400 až 600 km.

Československé a české družice

Pilsen CUBE II bude v pořadí osmou českou (potažmo československou) družicí a druhým českým CubeSatem.

Družice Datum startu Konec činnosti
Magion 1 24. října 1978 září 1981
Magion 2 10. září 1989 prosinec 1989
Magion 3 18. prosince 1991 září 1992
Magion 4 3. srpna 1995 září 1997
Magion 5 29. srpna 1996 červenec 2002
MIMOSA 30. června 2003 prosinec 2011
VZLUSAT-1 23. června 2017 stále pracuje

Kosmický průmysl je stále důležitější

Projekty typu Pilsen CUBE II jsou velmi přínosné. Studenti při nich získávají cenné zkušenosti. Na kosmický průmysl se sice stále někteří dívají jako na okrajovou aktivitu provozovanou hrstkou nadšenců, ale opak je pravdou.

Kosmonautika ovlivňuje naše životy stále více a v roce 2016 kosmický průmysl vygeneroval celosvětově 339 miliard dolarů.

Kosmických technologiím se věnuje také stále více českých firem. Před 10 lety se stala Česká republika členem Evropské komické agentury a v Praze sídlí Evropský navigační systém Galileo.

Podrobnosti o Pilsen CUBE II najdete na stránkách projektu.

Diskuze (4) Další článek: Dash: populární kryptoměna, kterou se dá rychle platit a sama si financuje vývoj

Témata článku: Technika, Vesmír, Věda, Výzkum, Technologie, Družice, Země, Slunce, Satelit, Česko, Praha, Experiment, Studium, Škola, Studentský projekt, Levná záležitost, Časový důvod, Příští rok, CubeSat, Tábor, Paluba, Letošní rok, Naměřené data, Dobrá zkušenost, Západočeská univerzita