VZLUSAT-1 se hlásí z orbity

VZLUSAT-1 (ilustrativní foto)

23. června 2017 byla dvoukilogramová nanodružice VZLUSAT-1 dopravena na oběžnou dráhu Země pomocí rakety PSLV-C38, která startovala z indického kosmodromu Šríharikota. Nanodružice nyní obíhá na polární dráze ve výšce 505 km s orbitální rychlostí 7610 m/s.

Nanodružice VZLUSAT-1 byla vyvinuta na bázi standardizované platformy CubeSat 2U (20x10x10cm) ve Výzkumném a zkušebním leteckém ústavu (VZLÚ) ve spolupráci s českými firmami a univerzitami. Satelit nese na palubě tři experimenty. Miniaturizovaný rentgenový dalekohled vyvinutý společným úsilím firem Rigaku Innovative Technologies Europe, HVM PLASMA a Ústavu technické a experimentální fyziky Českého vysokého učení technického v Praze. Nový typ kompozitního materiálu pro stínění kosmické radiace vyvinula firma 5M společně s firmou TTS za využití čidel společnosti Innovative Sensor Technology. Vědecký přístroj FIPEX pro měření koncentrace kyslíku v termosféře byl poskytnut v rámci mezinárodní mise QB50, která je založena na konstelaci nanodružic z různých zemí celého světa. Kromě vlastních zdrojů spolupracujících partnerů se na financování vývoje a vypuštění družice podílela Technologická agentura České republiky v rámci programu Alfa (projekty TA03011329 a TA04011295), dále pak Ministerstvo průmyslu a obchodu prostřednictvím institucionální podpory VZLÚ.

Řízení družice pomocí pozemní radiové stanice zajišťuje Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací Západočeské univerzity v Plzni (ZČU). Pozemní řídící středisko ZČU zachytilo signál z radiomajáku družice ihned při prvním přeletu nad Českou republikou. Od té doby je tým vědců a inženýrů pod vedením Ing. Vladimíra Dániela, PhD. (VZLÚ) v pravidelném kontaktu s  družicí. V těchto dnech se nanodružice uvádí do plného provozu a probíhá postupné spouštění jednotlivých subsystémů a kontrola jejich funkce.

Aktuální dvouřádkové elementy dráhy družice tzv. TLE (Two-Line Element) jsou pravidelně aktualizovány na tomto odkazu: https://www.celestrak.com/NORAD/elements/tle-new.txt      

Systém komunikace: Družice vysílá na frekvenci 437.240 MHz pomocí radiomajáku. Signál je vysílán v Morseově abecedě s textem VZLUSAT1 s opakováním po 30s po celou dobu obletu kolem Země.
Během přeletu nad Českou republikou zajišťuje ZČU pravidelně datovou komunikaci s družicí. V této chvíli již nevysílá radiomaják, ale probíhá obousměrná datová komunikace na vyšších přenosových rychlostech. V současnosti má středisko pozemní kontroly s nastavením maximální rychlosti přenosu dat drobné problémy, a to z důvodu rušení vznikajícího od některé z dalších 30 družic, které byly vypuštěny společně s VZLUSAT-1 a které jsou nyní prakticky na stejné orbitě. V dalším období lze očekávat, že se dráhy jednotlivých družic více rozestoupí a bude tak možné dosahovat větších datových přenosů. Nicméně i současný stav je dostatečný pro veškerou komunikaci a zahájení jednotlivých plánovaných měření.

Systém napájení funguje, družice plynule dobíjí baterie. Všechny solární panely jsou vyklopené a dodávají potřebnou energii bateriím. Baterie pracují v optimálním režimu teplot od 10°C do 20°C.

Rotace družice:  Z údajů palubního magnetometru vyplývá, že v současnosti družice rotuje nízkou rychlostí s periodou 120s kolem osy Z, respektive 160s kolem Y a 480s kolem osy X. V příštích dnech budou na orbitu zaslány povely pro aktivní zastavení rotace a plnou 3D stabilizaci družice. Systém orientace a stabilizace družice byl vyvinut ve VZLÚ a je založen na použití momentových cívek tzv.  magnetorquerů.  Jedná se o soustavu tří elektromagnetických cívek vytvářejících magnetické pole, které díky interakci se zemským magnetickým polem vytváří požadovaný točivý moment.

Palubní počítač: Funkce palubního počítače OBC (On-Board Computer) je v normálu. Co dělá výzkumnému týmu největší starosti, je opakované zablokování hlavní sběrnice jedním ze subsystémů.  Automatický systém nápravy pak po deseti minutách nečinnosti restartuje družici. Problém je pravděpodobně způsoben cyklickými změnami teplot. Zablokování hlavní sběrnice má vliv na ukládání dat z některých experimentů. Experimenty napojené přímo k OBC tímto problémem naštěstí nejsou zatíženy.

Teploty: Na družici je umístěno 35 teplotních čidel, které jsou umístěny na většině vnějšího pláště družice a pro sledování vnitřní teploty všech subsystémů. Prozatím jsou k dispozici pravidelná měření ze základních systémů družice tedy systému napájení, rádia, a palubního počítače. Záznam z několika obletů ukazuje rozdíl teplot na jednotlivých částech družice. Z prvních měření je patrné, že při nočním přeletu, kdy je teplota palubního počítače kolem +10°C je na koncích výklopných solárních panelů -25°C. Detailní měření všech míst na družici bude teprve zahájeno.

Rentgenový dalekohled: Data z prvního spuštění rentgenového dalekohledu již byla zaslána na Zem. Měření ukazuje, že systém se chová dle očekávání, parametry dalekohledu jako expoziční doba, typ ukládání dat atd. lze nastavovat. Prozatím jsou v plánu základní testovací dozimetrická měření kosmické radiace bez vyklopené optiky. Vyklopení optiky dalekohledu a pozorování slunce je v plánu nejdříve na podzim letošního roku.

Radiační štít: Na družici byl již oživen systém pro měření kvality kompozitního radiačního stínění. První obdržená data jsou velmi slibná, nyní probíhá jejich zpracování.

Spuštění přístroje FIPEX na měření koncentrace kyslíku v atmosféře je plánováno na začátek srpna 2017. 

Životnost družice je odhadována na dva roky. Po tuto dobu bude možné provádět řadu plánovaných experimentů a měření v kosmu. Vědecký tým bude veřejnost informovat o dalším průběhu mise VZLUSAT-1 v aktualitách na webu www.vzlusat1.cz