Satelita

PW-Sat jest pierwszym polskim satelitą zbudowanym przez studentów Politechniki Warszawskiej i naukowców z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Został umieszczony na orbicie 13 lutego 2012 roku.

PW-Sat spłonął w atmosferze 28 października 2014 roku po 2 latach, 8 miesiącach i 15 dniach na orbicie.

Historia

Powstaje z inicjatywy studentów Politechniki Warszawskiej (stąd „PW” w nazwie), zrzeszonych w Studenckim Kole Astronautycznym i Studenckim Kole Inżynierii Kosmicznej. Finalne prace konstrukcyjne realizowane są we współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Projekt rozpoczął się w 2005 roku, gdy grupa studentów zdecydowała o podjęciu niecodziennego wyzwania – zaprojektowania i zbudowania od podstaw całego satelity. Nikomu wcześniej w Polsce się to nie udało. Zdecydowano, że satelita będzie obiektem typu CubeSat 1U, a jego misja przetestuje technikę deorbitacji oraz innowacyjne fotoogniwa.

PW-Sat podczas integracji z P-Podem

PW-Sat podczas integracji z P-Podem

Czym jest CubeSat?

CubeSat to projekt kierowany przez California Polytechnic State University (CalPoly). Jego głównym celem jest ułatwienie studentom z całego świata dostępu do kosmosu. Najważniejszym ograniczeniem dla studentów są koszty podsystemów satelitarnych oraz koszty samego wystrzelenia ładunku na orbitę. CalPoly zaproponowała by redukować je poprzez seryjną produkcję niektórych podzespołów oraz wykorzystanie elementów dostępnych komercyjnie na rynku. Dodatkowo satelity powinny być niewielkie, tak, by w czasie jednego startu rakiety nośnej umieścić na jej pokładzie kilka satelitów. Powstały ogólne wytyczne, według których typowy satelita klasy CubeSat powinien być sześcianem (ang. cube) o wymiarach 100x100x113 mm i masie nie przekraczającej 1330 g (satelity tej wielkości nazywane są pikosatelitami). Zarówno w czasie startu, jak i pracy na orbicie, nie mogą od niego oddzielać się żadne elementy. Zakazana jest również wszelkiego rodzaju pirotechnika (CubeSaty nie posiadają silników manewrowych) czy wykorzystanie niebezpiecznych materiałów. Specyfikacja CubeSat narzuca bardzo ogólne ramy dla konstruktorów, pozostawiając pełną swobodę co do charakteru misji i zasadniczego ładunku satelity. W skrajnych przypadkach możliwe jest zmontowanie satelity w całości z prefabrykowanych elementów, ale również samodzielne wykonanie go od podstaw przez dany zespół. W większości przypadków cześć elementów jest kupowana, natomiast samodzielnie tworzony jest ładunek użyteczny – najważniejszy i będący kwintesencją całej misji. Właśnie w taki sposób powstał PW-Sat.

Co kryje w sobie PW-Sat?

Bez względu na to czy wymiary satelity sięgają centymetrów czy dziesiątków metrów, musi on zawierać systemy pozwalające na zasilanie satelity, komunikację z Ziemią i funkcjonowanie ładunku użytecznego.

PW-Sat – satelita od środka. Model: M.Urbanowicz

  • Struktura – aluminiowy szkielet, do którego przymocowane są wszystkie elementy. Zapewnia właściwe położenie elementów w czasie startu rakiety nośnej, zabezpieczając podsystemy przed uszkodzeniem mechanicznym. Jednocześnie odgrywa ważną rolę w stabilizacji termalnej satelity. Jeśli jakiś podsystem wydziela dużo ciepła, jest ono przekazywane elementom struktury, cechującej się dużą pojemnością cieplną. Ze szkieletu nadmiar ciepła jest wypromieniowywany w przestrzeń kosmiczną. Wygląd niektórych elementów szkieletu wymusza specyfikacja CubeSat – są to cztery krawędzie sześcianu. W czasie umieszczania satelity na orbicie krawędzie te stykają się ze specjalnym kontenerem (tzw. P-POD), z którego PW-Sat będzie uwalniany
  • Zasilanie – PW-Sat jest w całości zasilany energią słoneczną, zamienianą na prąd elektryczny w ośmiu fotoogniwach, umieszczonych na ścianach satelity. Fotoogniwa jednej ściany zapewnią prąd o mocy minimum 2 W. Prąd zostanie częściowo zużyty do ładowania akumulatora litowo-jonowego, co zapewni zasilanie w czasie, gdy satelita znajdzie się w cieniu Ziemi. Sprawność fotoogniw sięga około 27%. PW-Sat wyposażony będzie również w dodatkowe ogniwa, eksperymentalne, zamontowane na ogonie – te ogniwa nie będą podłączone do sytemu zasilania satelity, są wyłącznie częścią eksperymentu.
  • Komunikacja – niezbędna do przesyłania przez satelitę danych na Ziemię oraz odbierania komend ze stacji naziemnej. System komunikacji PW-Sata składa się z dwóch modułów: komunikacyjnego oraz antenowego. Moduł antenowy zawiera w sobie cztery anteny taśmowe, każda o długości 55 cm. W czasie startu anteny będą zwinięte i rozłożą się dopiero pół godziny po oddzieleniu satelity od rakiety nośnej. Proces rozkładania anten potrwa nie dłużej niż 3 sekundy. Łączność będzie realizowana na częstotliwościach 435,032 MHz (uplink; do satelity) i 145,902 MHz (downlink; z satelity).
  • Ładunek użyteczny – kilka tygodni po oddzieleniu PW-Sata od rakiety nośnej, na komendę z Ziemi satelita rozłoży strukturę nazywaną ogonem. Jest to ponad metrowa sprężyna o przekroju kwadratu, której każdy z czterech boków został pokryty elastycznymi fotoogniwami. W czasie startu ogon będzie złożony we wnętrzu satelity. Więcej informacji o eksperymentach PW-Sat znajdziesz podstronie „Eksperymenty”.
  • Stabilizacja – PW-Sat nie posiada żadnego systemu stabilizacji. O jego orientacji oraz prędkości rotacji będzie można wnioskować na podstawie pracy fotoogniw.
  • Komputer pokładowy – odpowiada za zarządzanie pracą całego satelity. Poprzez system telekomunikacji odbiera z Ziemi komendy i przekazuje ich wykonanie do innych podsystemów. Jednocześnie zbiera informacje np. o temperaturze, buforuje je i przygotowuje do przesłania do naziemnej stacji odbiorczej w czasie sesji komunikacyjnej. Głównym układem zarządzającym komputera jest 32-bitowy ARM 7. Oprogramowanie jest rozwijane w języku C.
  • Inne podsystemy – PW-Sat wyposażony będzie również w specjalny port dostępu (Access Point), umożliwiający monitorowanie pracy podzespołów satelity w czasie, gdy będzie on już w kontenerze P-POD.

Jego następca PW-Sat2 będzie dwukrotnie większy i przetestuje inny typ systemu deorbitacji – żagiel.

One Comment

  1. Pingback: PW-Sat zdeorbitowany! - PW-Sat2: polski satelita studencki

Comments are closed