Będzie to pierwszy polski satelita, który do sterowania na orbicie wykorzysta nowatorski napęd oparty na cieczy magnetycznej. To już duża sprawa, ale teraz zespół tworzący KRAKsat przygotował jeszcze coś, co sprawi frajdę nie tylko zapaleńcom nauki i technologii: miejsce na twórczość internautów. Słowem: kawałek ciebie może krążyć po orbicie.
Studenci stojący za projektem piątego polskiego satelity o nazwie KRAKsat to specjaliści w spełnianiu marzeń.
Powód 1: Kiedyś na wyjeździe narciarskim jeden z nich rzucił hasło, żeby zbudować i wysłać satelitę w kosmos. Z początku wzbudził raczej śmiech kolegów niż zainteresowanie, ale niedługo później wrócili na poważnie do pomysłu. Za całego jednego dolara kupili na Amazonie książkę o CubeSatach, spędzając później długie godziny pracy w jednym z laboratoriów Akademii Górniczo-Hutniczej. Na uczelni już nikogo nie dziwiło, gdy prosili o klucz do jego drzwi. Dziś dzieli ich zaledwie kilka miesięcy od wystrzelenia satelity w kosmos.
Powód 2: Studenci umieszczą wewnątrz satelity kartę SD, na której znajdzie się twórczość każdego miłośnika kosmosu. Jeśli chcesz krążyć z KRAKsatem po orbicie, musisz:
- Zrobić kosmicznie fajne zdjęcie
…lub stworzyć rysunek, komiks, pracę plastyczną. Zespół KRAKsat liczy, że kosmos zainspiruje uczestników do stworzenia czegoś wyjątkowego. - Podzielić się swoją twórczością
…czyli zamieścić swoje kosmiczne dzieło na facebooku, instagramie lub twitterze, dodając tagi #lecewkosmos oraz #kraksat, lub wysłać je przez formularz na stronie www.lecewkosmos.pl. - Czekać na lot w kosmos i śledzić postępy misji
Satelita zostanie wystrzelony rakietą Antares 230 i poleci statkiem kosmicznym Cygnus na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Stamtąd trafi w przestrzeń kosmiczną z japońskiego modułu Kibo, na wysokości około 400 kilometrów nad powierzchnią naszej planety.
Szansa na rewolucję w przemyśle kosmicznym
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem KRAKsat będzie piątym polskim satelitą, który znajdzie się na orbicie. To sześcian o wymiarach około 10x10x10cm (w standardzie CubeSat 1U) i wadze nieco przekraczającej 1 kilogram. Budują go studenci z Akademii Górniczo-Hutniczej i Uniwersytetu Jagiellońskiego we współpracy z firmą SatRevolution.
Ludzi niezwiązanych z branżą dziwi, że satelita może być taki miniaturowy, ale to nie jego rozmiar czyni go wyjątkowym. Będzie to pierwszy na świecie satelita, który do sterowania wykorzysta nowatorski napęd oparty na cieczy magnetycznej.
Chcemy sprawdzić czy nasz autorski układ eksperymentalny z wykorzystaniem ferrofluidu sprawdzi się jako koło zamachowe. Przy braku grawitacji w przestrzeni kosmicznej wprowadzimy ferrofluid w ruch wirowy za pomocą pola magnetycznego. Jeśli eksperyment się powiedzie, ciecz w zbiorniku powinna przyjąć oczekiwaną przez nas prędkość i spowodować obrót satelity w przeciwną stronę. A skoro satelitą można obracać, to można nim też w ten sposób sterować.
– mówią przedstawiciele zespołu KRAKsat.
Dla wszystkich satelitów bardzo ważna jest orientacja w przestrzeni – przede wszystkim ze względu na fakt, iż pozyskują energię ze światła słonecznego za pomocą paneli słonecznych. Skuteczna komunikacja z Ziemią, fotografowanie czy przeprowadzanie eksperymentów również wymaga stabilizacji i możliwości kontroli położenia urządzenia. Obecnie systemy sterowania orientacją są oparte przede wszystkim na układach cewek wytwarzających pole magnetyczne oraz mechanicznych kołach zamachowych.
Jeśli rozwiązanie zespołu KRAKsat sprawdzi się, studenci pokażą światu szansę na dużo tańszą alternatywę dla obecnych (dość drogich) sposobów kontrolowania ruchu obiektu poza ziemską atmosferą. Sobie zaś dadzą szansę na zrewolucjonizowanie przemysłu kosmicznego.
Co oprócz ferrofluidu?
KRAKsat dokona także wielu pomiarów, m.in. temperatury, pola magnetycznego, natężenia światła. Satelita dysponuje 8MB pamięci flash, w której będą przechowywane logi związane z przebiegiem eksperymentu i standardowe odczyty z sensorów. Podczas sesji komunikacyjnych studenci będą odbierać zapisane w pamięci dane – mają nadzieję, że uda się nawiązać łączność z satelitą około dwóch, trzech razy dziennie.
Jak wygląda przekrój konstrukcji satelity? W górnej części konstrukcji znajduje się wspomniany układ eksperymentalny, składający się z obudowy oraz cewki magnetycznej. Wewnątrz mieści się zbiornik z ferrofluidem, który otacza osiem elektromagnesów ułożonych promieniście – to one będą generować pole, dzięki któremu ciecz magnetyczna zostanie wprawiona w ruch.
Pierwsza płytka, znajdująca się pod układem, również została skonstruowana przez zespół KRAKsat. Całość osłonięta jest blachą aluminiową, na której umieszczono panele słoneczne.
Dolna część konstrukcji składa się z układów zasilania oraz komunikacji, za które odpowiada z kolei SatRevolution. W jego skład wchodzą baterie magazynujące energię oraz panele słoneczne znajdujące się po zewnętrznej stronie konstrukcji. W trakcie przelotu wokół Ziemi satelita spędzi w słońcu około 60 proc. swojego czasu, ładując swoje baterie.
Zespół KRAKsat był gościem drugiego spotkania We Need More Space in Warsaw:
Ostatnie chwile w Polsce
Studenci mają za sobą kalibrację wszystkich urządzeń, testy na klatce Helmholtza, w komorze temperaturowej oraz próżniowej. Teraz pracują nad połączeniem całości.
To jego ostatnie chwile spędzone w Polsce – na początku lutego zostanie wysłany za ocean i trafi w ręce pośrednika, NanoRacks, który odpowiada za przygotowanie wszystkich satelitów do bezpiecznego lotu w kosmos. Później do akcji wkroczy NASA, umieszczając dyspenser z satelitami w statku Cygnus, który, po starcie planowanym na 17 kwietnia, ostatecznie zadokuje do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. A tak naprawdę to dopiero początek naszej wielkiej podróży
– opowiadają przedstawiciele KRAKsata.
Plan działania jest taki: gdy już KRAKsat zostanie wyrzucony w kosmos z japońskiego modułu, zespół po odpowiednim czasie uruchomi system, rozpocznie logowanie danych i stabilizację. To będzie bardzo istotny moment – studenci upewnią się, że wszystkie komponenty działają tak jak powinny i będą mogli przejść do eksperymentu. A nie będzie to łatwe – miniaturowy satelita zmierzy się z takimi warunkami, jak amplituda temperatur od −170°C do 110°C, niskie ciśnienie, mikrograwitacja, zjonizowane gazy. Trzeba działać jak najszybciej.
Czas życia KRAKsata w przestrzeni kosmicznej będzie wynosił około roku – orbita satelity będzie powoli się obniżać i w końcu nastąpi finałowa deorbitacja. Satelita zacznie spadać w kierunku Ziemi, by po chwili spłonąć w atmosferze.
Ten tekst powstał we współpracy z Alicją Kubera z zespołu KRAKsat – dziękujemy!
