V sobotu 30. září 2017 uplynulo přesně 100 dní, kdy byla do vesmíru vyslána první česká technologická nanodružice VZLUSAT-1. Planetu Zemi obíhá přibližně ve výšce 510 km. Komunikaci s ní zajišťuje tým Fakulty elektrotechnické Západočeské univerzity.
Technologická nanodružice VZLUSAT-1 byla vyvinuta na bázi standardizované platformy CubeSat ve Výzkumném a zkušebním leteckém ústavu (VZLÚ) ve spolupráci s českými ?rmami 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, který vyvinula ?rma 5M společně s ?rmou TTS za využití čidel společnosti Innovative Sensor Technology.
Vědecký přístroj FIPEX pro měření koncentrace kyslíku v termosféře, poskytnutý v rámci mezinárodní mise QB50, která je založena na konstelaci nanodružic z různých zemí celého světa.
Fakulta elektoriechnická Západočeské univerzity poskytuje pro misi VZLUSAT-1 pozemní segment. Stanice PilsenCUBE je umístěná na budově fakulty elektrotechnické a slouží ke komunikaci se satelitem, k zadávání povelů a ke sběru, ukládání a distribuci dat, a to jak telemetrických, tak dat z prováděných experimentů.
„Dne 23. 6. 2017 v 5:59 středoevropského času odstartovala přesně podle plánu z indického vesmírného střediska Satish Dhawan raketa PSLV-C38 s prvním českým technologickým nanosatelitem VZLUSAT-1. Po asi 29 minutách letu se satelit odpoutal od nosiče a vydal se do vesmíru na polární dráze SSO se sklonem 98 stupňů ve výšce 510 km nad Zemí. Už při prvním přeletu v dosahu řídícího střediska v Plzni se nám satelit ohlásil z radiostanice pípáním v morseovce, a to při nulové elevaci! Byli jsme nadšeni! Bylo jasné, že satelit a jeho základní systémy „žijí“ a start se tedy povedl,“ popisuje počáteční fáze „života“ družice VZLUSAT-1 docent Jiří Masopust z fakulty elektrotechnické.
Uvedení družice do provozu bylo ukončena 2. srpna 2017. Poté družice přešla do standardního operování. Co můžeme říci po 100 dnech fungování družice na orbitě?
PLATFORMA
Z pohledu družice byly všechny systémy platformy oživeny hned po prvním sepnutí baterií, tedy 30 minut po oddělení od mateřské lodi. Od tohoto okamžiku byly změněny jen parametry radiové komunikace. První měsíc celý tým pozemní stanice značně bojoval s navázáním standardního operování. Z důvodu rušení vznikajícího některými dalšími družicemi, které byly vypuštěny společně s VZLUSAT-1 a které byly prakticky na stejné orbitě, bylo dosažen jen velmi nízké přenosové rychlosti cca 20 kB za týden. Díky vědeckému týmu pozemní stanice na půdě FEL Západočeské univerzity lze po 100 dnech říci, že přenosová rychlost je standardně 1,5 MB přenesených dat za týden.
Z hlediska platformy činí největší problémy kosmická radiace, tzv. Single Event Efecty (SEE). To jsou okamžiky, kdy je družice zasažena vysokoenergetickou radiací, která obvykle přichází z dalekého vesmíru. Tyto SEE způsobují nečekané resety celého palubního systému a mohou ničit elektroniku. U VZLUSAT-1 je nejpatrnější vliv SEE na paměťové systémy na palubním počítači. V průměru jsou evidvány 4 události za měsíc. Díky těmto událostem je po 100 dnech ve vesmíru 30 % paměti družice zablokovaných a nepoužitelných. V současné době řeší vědci možnosti jejich oživení, avšak některé změny způsobené SEE jsou již nevratné.
RENTGENOVÝ DALEKOHLED
Systém miniaturizovaného rentgenového dalekohledu funguje velmi dobře. Rozmanité možnosti povelování systému umožňují provádět a kombinovat různá měření. Jediným omezením je přenosová rychlost stahování snímků na Zemi. Díky zlepšení datové komunikace v posledních týdnech je možné provádět jak snímkování slunce (v tzv. adrenalin modu), tak i dlouhodobá dozimetrická měření. Všechna měření obsahují také informaci o rotaci družice. Za zmínku jistě stojí i to, že družice zaznamenala geomagnetickou bouři, která vznikla po sluneční erupci dne 6. září 2017. Data z dnů před geomagnetickou bouří, v jejím průběhu i po ní byla úspěšně stažena a nyní probíhá jejich vyhodnocení.
KOMPOZITNÍ RADIAČNÍ ŠTÍT
V průběhu prvních 100 dní byla provedena série měření. Měří se kvalita radiačního stínění, probíhá nedestruktivní měření mechanických vlastností, tepelných vlastností a množství unikajících těkavých látek z kompozitů. Cílem je mapovat dlouhodobé vlastnosti a stárnutí kompozitů ve vesmíru. Obdobné zkoušky lze laboratorně provádět pouze jednotlivě a jsou časově i finančně velmi náročné.
Kvalita radiačního stínění je měřena pomocí XRB PIN diod. Z prvních dat je patrné, že nově vyvinutý kompozitní radiační štít firmy 5M s.r.o. a TTS s.r.o. má stínící vlastnosti, což běžně používané kosmické kompozity nemají. U nízkých energií přesahuje efektivita stínění dokonce 50 %.
Nedestruktivní měření mechanických vlastností probíhá pravidelně od počátku mise. Jednotlivá měření vykazují teplotní závislost. Za prvních 100 dní nedochází k významným změnám mechanických parametrů kompozitů oproti měření před vynesením nanodružice na oběžnou dráhu.
V rámci odplynění družice byli poprvé použity vlhkostní senzory pro detekci plynění ve vesmírném vakuu. Přílišné plynění a opětovná kondenzace uvolněného materiálu na chlazených částech citlivých přístrojů totiž může způsobit velké problémy. Podle dosavadních dat u VZLUSAT-1 nedošlo k žádným incidentům s výrazným plyněním. Byl ale naměřen postupně klesající signál, který svědčí o pozvolném snižování přirozeného plynění satelitu.
PŘÍSTROJ FIPEX
Do okamžiku 100 dní VZLUSAT-1 ve vesmíru nebylo dosaženo plného fungování vědeckého přístroje FIPEX. Přístroj se chová nestandardně, a to i na jiných družicích. Z pozemních testů, které dodatečně provedl dodavatel přístroje FIPEX, bylo zjištěno, že přístroj vykazuje nestandardní chování při palubním napájení těsně nad nominální hodnotou napětí 3.3V. Při dobře nabitých bateriích, což byl doposud náš interní požadavek, tak není možné přístroj plně operovat. V budoucnu se vědci budou snažit zapnout přístroj pomocí speciálních postupů operování družice.
Více o nanodružici VZLUSAT-1 včetně důležitých pokroků najdete v aktualitách na webových stránkách www.vzlusat1.cz. V sekci Pozemní segment jsou i online data přenesená z posledních přeletů, aktuální pozice družice a další informace.
