Magyar részvétel Európa első egyetemi műholdjának készítésében

1. ESEO Magyar részvétel Európa első egyetemi műholdjának készítésében ELTE Bolygótudományi Nap 2010 Március 19. Kocsis Gábor BudapestiMűszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék Űrkutató Csoport

2. Az európai diákműholdas fejlesztések kezdetei • »2000 Október: az ESA Oktatási Osztálya elindítja a SSETI programot • » Célkitűzések: • ¬ Gyakorlati tapasztalatszerzés valós űrkutatási projektekben • ¬ Kvalifikált szakemberek az űrkutatás számára • ¬ Európai egyetemek együttműködési hálózata • ¬ Tudományos és technológiai kísérletek • » Résztvevők: • 14 ország • 23 egyetemének • 35 diákcsapata • » Első projekt: ESEO • A kezdeti lendület ellenére nem sikerül tartani az ütemtervet • → Egy kisebb, a már meglévő egységekre épülő műhold, az Express kifejlesztése • » 2005 Augusztus: a SSETI Express startja • » 2005 Szeptember: az ESEO program folytatása ESA: European Space Agency (Európai Űrügynökség) SSETI: Student Space Exploration and Technology Initiative ESEO: European Student EarthOrbiter ESEO  Magyar részvétel

3. ESEO program ─ áttekintés • » 2008 december: teljes átszervezés • ¬ professzionális missziókra jellemző követelmények • ¬ Koordináció egy űripari cég által • ¬ Napszinkron pálya (SSO) • ¬ Élettartam: 6 hónap nominális működés • 24 hónap kiterjesztett fázis » Eredeti elképzelések: ¬ Egyetemi hallgatók által tervezett és megépített műhold ¬ Koordináció hallgatói csoportok által ¬ Geostacionárius átmeneti pálya (GTO) ¬ Élettartam: min. 28 nap • » Résztvevők: • ¬ 13 egyetem • platform és kísérletek megtervezése, kifejlesztése • földi állomás, misszió analízis és tervezés • ¬ AMSAT-UK • kommunikációs berendezések • rádióamatőr hálózat • ¬ Carlo Gavazzi Space • rendszermérnöki feladatok • néhány fedélzeti egység • ¬ ESA • megrendelő Anglia Dánia Franciaország Lengyelország Magyarország Németország Olaszország Portugália Románia Skócia Spanyolország Új-Zéland ESEO  Magyar részvétel

4. Magyar részvétel az ESEO programban • »2005 Szeptember: magyar diákok megkezdik két tudományos műszer fejlesztését • ¬ Langmuir szonda (LMP) • ¬ 3D dozimetriai teleszkóp (TriTel) • » 2006 Február: egy harmadik magyar csoport is bekapcsolódik • ¬ Energiaellátó Rendszer (EPS) • » A diákcsoportok összefogását a BME vállalta fel • » A hallgatók szakmai támogatásáról három kutatócsoport gondoskodik BME Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, Űrkutató Csoport MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet Űrdozimetriai Kutatócsoport MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet ESEO  Magyar részvétel

5. ESEO ─ Pálya adatok • » Napszinkron pálya • ¬ magasság: 520km • ¬ LTAN 10:30 • » 2 földi állomás • ¬ München • ¬ Wellington ESEO  Magyar részvétel

6. ESEO ─ Műszaki adatok • » Méret: 800*800*1000mm3 • » Tömeg: 120kg • » Helyzetmeghatározás • ¬ 16 napszenzor • ¬ 2 magnetométer • ¬ háromtengelyű giroszkóp • ¬ GPS • » Helyzetszabályozás • ¬ 3 mágneses stabilizáló tekercs • ¬ lendkerék • » Energiaforrások • ¬ 2 nyitható és 1 felületre szerelt napelem tábla • ¬ űrminősítésű Li-Ion akkumulátor • » Fedélzeti kommunikáció • ¬ RS422 az alrendszerek között • ¬ CAN busz a kísérletek és a fedélzeti számítógép között • » Telemetria • ¬ S sáv (2.4GHz), 500kbps • » Hőmérséklet szabályozás • ¬ Fél-aktív (MLI bevonat, hővezető rétegek; • kritikus egységek aktív fűtése) ESEO  Magyar részvétel

7. ESEO ─ Kísérletek • » Technológiai kísérletek: • ¬ Lendkerekes helyzetstabilizálás • ¬ Star Tracker optikai helyzetmeghatározó egység • » Kommunikációs kísérletek: • ¬ C sávú beacon • ¬ VHF sávú adó • ¬ UHF és S sávú adó-vevők • » Tudományos kísérletek: • ¬ Langmuir szonda • ¬ TriTel űrdozimetriai teleszkóp • ¬ Mikrokamera ESEO  Magyar részvétel

8. Langmuir szonda • » Plazmába merülő, előfeszített szonda • ¬ alkalmazott feszültség: -15..+15V • ¬ folyamatos mérés egy teljes körülfordulás alatt • » Mért és számított jellemzők: • ¬ elektron és ion áram • ¬ elektron és ion hőmérséklet • » Vizsgált jelenségek: • ¬ naptevékenység hatásai • ¬ plazma anomáliák • » Szonda megvalósítása: • ¬ TiN bevonatú hengeres mérőfej • ¬ távtartó: 90mm, detektor: 21mm • » Szonda elhelyezése: • ¬ sebességvektorra merőlegesen • ¬ perturbálatlan plazma mérése ESEO  Magyar részvétel

9. Langmuir szonda • » Orientáció módosítás szükséges: • ¬ alaphelyzet: folyamatosan a Nap irányába néző napelemek • ¬ mérések alatt: Föld-irányhoz (nadír) • rögzített orientáció • » Mérésvezérlő és adatfeldolgozó elektronika: • ¬ nagy megbízhatóságú, FPGA alapú vezérlés • ¬ 4 csatornás erősítő modul, ~nA..mA érzékenységi tartomány • ¬ 2.5MB mérési adat ciklusonként • ¬ ~8km-es felbontás a plazma finomszerkezetének vizsgálatához • » Tápellátás: • ¬ kiszajú tápegység, galvanikusan leválasztott kimenetek • ¬ 5 kimeneti feszültség (+5V, +/-15V, +/-7V) ESEO  Magyar részvétel

10. TriTel űrdozimetriai teleszkóp • » 3 dimenziós Si detektor teleszkóp • » Vizsgált jellemzők: • ¬ elnyelt dózis • (mérő detektoron áthaladó részecskék) • ¬ töltött részecskék LET spektruma • (mindkét detektoron áthaladó részecskék) • » Sugárzás károsító hatásának jellemzése • ¬ műszer árnyékolása egyenértékű az • asztronauták űrruhájának védelmével • » Műszaki paraméterek: • ¬ vastagság: 300μm • ¬ aktív felület: 150mm2 • ¬ detektorok távolsága: 8.9mm • ¬ látószög: 114°nyitószögű kúp • a műhold két oldalán ESEO  Magyar részvétel

11. TriTel űrdozimetriai teleszkóp • » 10 NYÁK lemez • ¬ tápegység • ¬ mikroprocesszor • ¬ többcsatornás analizátor • ¬ analóg egységek • ¬ töltésérzékeny erősítők • ¬ jelkondícionáló áramkörök, stb. ESEO  Magyar részvétel

12. Energiaellátó Rendszer • » Fő részei: • ¬ napelemek: 2 nyitható és 1 felületre szerelt napelem tábla • ¬ akkumulátor: űrminősítésű Li-Ion cellák • ¬ teljesítmény kezelő és vezérlő elektronika • » Funkciók: • ¬ elektromos energia előállítása, tárolása és elosztása • ¬ napelemek és akkumulátor illesztése • ¬ energia busz védelme • ¬ rendszer állapot monitorozása • ¬ magas prioritású földi parancsok végrehajtása • » Követelmények • ¬ jó hatásfok • ¬ hibátlan működés a kiterjesztett fázisban is • ¬ 1 pont meghibásodás elleni védelem ESEO  Magyar részvétel

13. Energiaellátó Rendszer • » Technikai paraméterek: • ¬ Háromrétegű űrminősítésű napelem cellák • ¬ 325W kezelt teljesítmény • ¬ Többfunkciós napelemillesztő egységek • ¬ teljesítmény maximalizálás • ¬ kimeneti feszültség szabályozás • ¬ akkumulátor töltőáram szabályozás • ¬ 24..33.6V „szabályozatlan” feszültségű busz • ¬ űrminősítésű Li-Ion akkumulátor, 640Wh kapacitás • ¬ vezérlés redundáns sugárzástűrő FPGA-val ESEO  Magyar részvétel

14. ESEO  Ütemterv 2010/05 PDR Preliminary Design Review 2010/12 CDR Critical Design Review 2011/06 EQM Kvalifikációs modellek 2011/10 FM Repülő példányok integrációja 2012/03 FAR Final Acceptance Review 2008/12 KO Kick-off 2009/04 MDR Mission Definition Review 2009/08 SRR System Requirements Review ESEO  Magyar részvétel

15. ESEO munkaértekezletek, szakmai gyakorlatok Évente 2-3 alkalommal kerülnek megrendezésre az ESA kutatási és technológiai központjában, valamint a Carlo Gavazzi Space központjában

16. Köszönöm a figyelmet! Kocsis Gábor gabor.kocsis@mht.bme.hu BudapestiMűszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék Űrkutató Csoport