Nanosatelity CubeSat, czyli o smartfonach w kosmosie

Artykuł/Nauka 20.11.2013
Nanosatelity CubeSat, czyli o smartfonach w kosmosie

Nanosatelity CubeSat, czyli o smartfonach w kosmosie

Żyjemy w czasach w których nasze telefony mają dość mocy obliczeniowej by sterować pracą satelity, dodatkowo  posiadają zazwyczaj aparat fotograficzny, zdolność przesyłania danych, antenę GPS, i… system operacyjny, dzięki któremu możemy przeprogramować jego funkcjonalność. Budżet agencji kosmicznych, w tym NASA, skurczył się tak bardzo, że rozglądają się one za możliwością tworzenia satelitów badawczych korzystając z tanich, dostępnych każdemu komponentów.

Tak narodziła się koncepcja CubeSats – mikroskopijnych satelitów, niedrogich i wykonujących jakieś konkretne zadanie. Przygotowanie ich nie przysparza wielu kosztów i wysiłku. Pod wspólną nazwą CubeSats narodziło się mnóstwo podprojektów, w tym bardzo interesująca koncepcja PhoneSat – nanosatelity zbudowanej na bazie gotowego telefonu komórkowego. Wszystkie oparte o CubeSat projekty, w celu zmniejszenia kosztów, stosowały te same komponenty (np. wspólna obudowa zaprojektowana raz i używana we wszystkich projektach, jest sześcianem o rozmiarach 10x10x10 cm).

Android na orbicie

Zgodnie z kryterium używania tak wielu gotowych rozwiązań jak to możliwe, pierwszy PhoneSat, o kryptonimie Graham (od imienia wynalazcy telefonu Alexandra Grahama Bella), oparty był na telefonie Nexus One (HTC) jako komputerze pokładowym, działającym pod system operacyjnym Android 2.3.3. Program kontrolujący był napisany przy użyciu bibliotek open source, wszędzie tam gdzie to było możliwe wykorzystywano darmowe lub otwarte oprogramowanie. Dzięki temu koszt budowy sprzętu wyniósł zaledwie 3500 dolarów. Kolejny PhoneSat (o kryptonimie Alexander – drugie imię Bella), oparty był na telefonie Nexus S (Samsung), również z Androidem 2.3.3. Ze względu na to że tutaj wprowadzono pewne modyfikacje (dodano do telefonu dodatkową antenę która umożliwiała komunikację z Ziemią, 4 litowo-jonowe akumulatory i ładowarkę na baterie słoneczne), koszt budowy był wyższy, ale i tak nieporównywalny z dotychczasowymi kosztami budowy satelitów: około 7000 dolarów.

PhoneSat - nanosatelita w obudowie CubeSat (fot. NASA)
PhoneSat – nanosatelita w obudowie CubeSat (fot. NASA)

Projekt budowania satelitów CubeSats okazał się być dużym sukcesem. Łatwość i niskie koszty budowy zachęcały do eksperymentowania, powstało ich więc dotąd sporo, i planowane są kolejne. Listę znanych CubeSatów można zobaczyć tutaj. Najnowszą edycją PhoneSat jest wersja 2.4. Ten model, wraz z innymi aż dwudziestoma ośmioma mikrosatelitami typu CubeSat, został wyniesiony na orbitę niecałą dobę temu – 19. listopada – przez rakietę Minotaur I. Rakieta została zbudowana przez prywatną firmę Orbital Sciences Corporation, specjalizującą się w budowaniu i wynoszeniu na orbitę satelitów dla firm telekomunikacyjnych i wojska.

Start komercyjnej rakiety Minotaur I (fot. Orbital)
Start komercyjnej rakiety Minotaur I (fot. Orbital)

Nanosatelitę zbudować każdy może…

Co ciekawe, wśród tych 28 CubeSatów, znajdzie się TJ3Sat – wynik specjalny projektu przygotowanego przez… uczniów szkoły średniej (Thomas Jefferson High School). Jest to projekt szkoleniowy, i jego funkcjonalność jest bardzo prosta – wyposażony w dwukierunkowe radio satelita odbiera sygnały tekstowe (można je nadawać nawet przez Internet przy pomocy przygotowanego w tym celu formularza), dzięki modułowi voice-to-speak zamienia go w mowę, a następnie drogą radiową nadaje powstały w ten sposób analogowy sygnał dźwiękowy – możliwy do odebrania przez radioamatorów. Dodatkowo satelita nadaje dane telemetryczne dotyczące swojego położenia i statusu podsystemów. Oprogramowanie satelity, sprzęt, oraz system naziemny (oparty o mySQL i Linuxa) został w 100% wykonany przez uczniów, wyłącznie z komponentów, które każdy może kupić w sklepie.

Specyfikacja techniczna TJ3Sat - projektu uczniów Thomas Jefferson High School
Specyfikacja techniczna TJ3Sat – projektu uczniów Thomas Jefferson High School

Obniżenie kosztów budowy satelitów i brak dużych wymagań względem personelu i potrzebnych zasobów, zaowocowało kolejnym etapem rozwoju eksploracji kosmosu – możliwe że niedługo budowa takich mikrosatelitów będzie dostępna dla każdego zainteresowanego. Oczywiście odrębnym tematem jest koszt wyniesienia urządzeń na orbitę – w tym przypadku Orbital zasponsorował prace badawcze, ale głównym ładunkiem Minotaura był system ORS-3 (Operationally Responsive Space) dla amerykańskiego Departamentu Obrony…

Możliwe że jest dla badań kosmosu w tej chwili jest to jedyna droga: prawdopodobnie na wiele lat, dopóki prywatni sponsorzy nie przejmą pałeczki, szansę mają tylko projekty niedrogie i wykorzystujące istniejącą technologię. NASA prawdopodobnie zostawi sobie zaledwie kilka dużych projektów (np. eksploracja Marsa), a resztę swoich zasobów rozdzieli na wiele mniejszych – tak aby obszarem badań objąć maksymalnie dużo zagadnień.

Dołącz do dyskusji

Advertisement