Przejdź do treści

Studencki satelita PW-Sat2 poleci 19 listopada

PW-Sat2 w kosmosie

Satelita PW-Sat2, zbudowany przez Studenckie Koło Astronautyczne Politechniki Warszawskiej, zostanie wyniesiony w kosmos 19 listopada 2018 r. rakietą Falcon 9 firmy SpaceX w ramach misji SSO-A. Start będzie miał miejsce z bazy Vandenberg w Kalifornii (USA). PW-Sat2 ma przetestować innowacyjną technologię systemu deorbitacji czyli żagiel deorbitacyjny o powierzchni 4m2.  

Satelita PW-Sat2 będzie czwartym polskim satelitą na orbicie, po satelicie PW-Sat i dwóch naukowych satelitach Brite-PL1 Lem oraz Brite-PL2 Heweliusz zbudowanych w CBK PAN. Będzie też drugim satelitą stworzonym przez Studenckie Koło Astronautycznie Politechniki Warszawskiej. Ich pierwsze dzieło - satelita PW-Sat (wystrzelony 13 lutego 2012) - rozpoczął nową erę w polskich badaniach kosmosu.

Pomysł wykorzystania żagla jako systemu deorbitacyjnego pojawił się wśród studentów zrzeszonych w Studenckim Kole Astronautycznym Politechniki Warszawskiej jeszcze w roku 2004, kiedy projektowali satelitę PW-Sat. Wówczas zrezygnowano z tego pomysłu na rzecz rozkładanego ogona pokrytego elastycznymi ogniwami fotowoltaicznymi.

Już w 2013 r., czyli w kilka miesięcy po umieszczeniu PW-Sata na orbicie, członkowie SKA postanowili przystąpić do budowy dwa razy większego satelitę w standardzie CubeSat 2U. Jego zadaniem miało być przetestowanie rozkładanego żagla deorbitacyjnego oraz kilka innych rozwiązań tj. czujnik Słońca, rozkładane panele słoneczne oraz kamerę do obserwacji momentu otwarcia żagla.

Projekt PW-Sat2 rozpoczął się oficjalnie 4 stycznia 2013 roku i początkowo miał trwać około 2,5 roku. Ostatecznie potrwał 5 lat i wzięło w nim udział ponad 100 osób. W 2016 roku podpisano kontrakt na wyniesienie PW-Sata2 na orbitę na pokładzie rakiety Falcon 9, której start przewidywany był na późną jesień 2018 r. Studenci pracowali nad satelitą w w Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii Politechniki Warszawskiej, w cleanroomie Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz w Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT. Ich strategicznymi partnerami są gliwickie firmy Future Processing oraz FP Instruments. Obydwie firmy udzielały studentom wsparcia merytorycznego, a wiosną 2016 roku ufundowały komputer pokładowy. Wraz z firmą SoftwareMill członkowie SKA stworzyli narzędzie do analizy i prezentacji danych odebranych z satelity, które będzie dostępne dla internautów i radioamatorów. Ale firm współpracujących z SKA przy budowie satelity było więcej. Można tu wymienić jeszcze np.: OMAX Polska, EC Test Systems czy Astronika.

W maju 2018 roku satelita PW-Sat2 został w całości zintegrowany, przetestowany i przygotowany do startu. Od tamtej pory przebywał w cleanroomie w oczekiwaniu na kolejny ważny krok – integrację z QuadPackiem, czyli zasobnikiem, w którym satelita będzie znajdował się podczas startu rakiety. Pomyślna integracja z QuadPackiem miała miejsce 26 lipca 2018 r. w siedzibie firmy Innovative Space Logistics w Delft w Holandii. Na jesieni zasobnik został przetransportowany do Stanów Zjednoczonych, gdzie umieszczono go na rakiecie Falcon 9 firmy SpaceX wraz z 48 innymi satelitami typu CubeSat (miniaturowe satelity) oraz 15 mikrosatelitami.

PW-Sat2 jest satelitą typu CubeSat - ma kształt prostopadłościanu o wymiarach 10x10x22 cm. żagiel deorbitacyjny zbudowany został z folii mylarowej o grubości dziesięciokrotnie cieńszej niż ludzki włos. Jego prototyp testowany był w warunkach stanu nieważkości i niskiego ciśnienia w wieży zrzutów w Bremie (Niemcy).

Satelita PW-Sat2 zostanie wystrzelony w kosmos 19 listopada 2018 r. i trafi na orbitę synchronizowaną słonecznie o wysokości ok. 575 km. Po wejściu rakiety na orbitę satelity znajdujące się na jego pokładzie będą stopniowo uwalniane. Z zasobnika, który dzieli z niemieckim satelitą MOVE-II, PW-Sat2 zostanie wypchnięty jako drugi i wtedy nastąpi uruchomienie jego podstawowych podsystemów. Przez pierwsze 30 minut obowiązywać będzie cisza radiowa, podczas której zbierane będą podstawowe dane z kilku układów urządzenia. Po 40 minutach nastąpi otwarcie anten i próba ustabilizowania obrotu satelity. Misja PW-Sata2 potrwa 40 dni, podczas których zostanie przeprowadzonych kilka eksperymentów.

O co chodzi w eksperymencie studentów Politechniki Warszawskiej? Otóż w kosmosie z roku na rok przybywa różnego rodzaju śmieci. Są to m.in. zużyte człony rakiet wielostopniowych, nieczynne satelity, fragmenty powstałe w wyniku kolizji lub eksplozji satelitów albo rakiet. Są one poza kontrolą człowieka, dlatego mogą stwarzać zagrożenie dla aktywnie działających satelitów,  Międzynarodowej Stacji Kosmicznej czy astronautów przebywających w przestrzeni kosmicznej. Studenci SKA zaproponowali rozwiązanie problemu pozostawania na orbicie niepotrzebnych satelitów po zakończeniu przez nich misji.  Opracowany przez nich eksperyment opiera się na wykorzystaniu kwadratowego żagla deorbitacyjnego o powierzchni 4m2 (2x2 metra). Kiedy jest on zwinięty ma średnicę 8 cm i może zmieścić się w objętości ok. 600 ml (czyli obejmującej ok. 25% całego satelity).

Żagiel ten zostanie otwarty dokładnie 40 dni po wyniesieniu PW-Sata2 na orbitę. Zwiększony opór aerodynamiczny spowoduje obniżenie orbity satelity, a w konsekwencji jego spalenie się w górnych warstwach atmosfery Ziemi w ciągu kilku miesięcy.

Dla PW-Sata2 studenci przewidzieli 4 eksperymenty. Oprócz testu żagla deorbitacyjnego, będzie testowany także czujnik Słońca, który umożliwi określenie pozycji PW-Sat2 na orbicie. Jest szansa, że w przyszłości czujnik ten będzie używany do orientacji przestrzennej na innych satelitach. Dzięki temu instrumentowi panele słoneczne satelitów będzie można optymalnie ustawiać względem źródła światła. Trzeci eksperyment to dwie kamery umieszczone na pokładzie satelity, które będą rejestrowały proces otwierania się żagla deorbitacyjnego, dzięki czemu będzie możliwe zweryfikowanie jego poprawnego otwarcia się. Natomiast czwartym eksperymentem jest mechanizm rozkładania paneli słonecznych zaprojektowany przez studentów PW.

5 lat trwania projektu PW-Sat2 przyniosło wiele ciekawych rozwiązań technicznych.  Przede wszystkim przygotowano stację naziemną oraz oprogramowanie dla radioamatorów. Dzięki współpracy z firmą SoftwareMill studenci udostępnią aplikację, za pomocą której będzie można śledzić stan misji satelity oraz samodzielnie wgrywać odebrane z orbity komunikaty. Efekt współpracy z programistami z firmy Future Processing to oprogramowanie komputera pokładowego oraz szereg narzędzi wspierających testy, codzienną pracę i komunikację z satelitą – część z nich jest już dostępna na GitHubie, a takich narzędzi ma być jeszcze więcej. Członkowie SKA pracują również nad ostateczną dokumentacją projektu, którą chcieliby udostępnić publicznie wraz z repozytoriami kodu wykorzystanego w pracach nad satelitą.

Twórcy satelity chcieliby polecieć do USA, aby na własne oczy zobaczyć start PW-Sat2. Mają już uzbieraną kwotę na wyjazd około ośmiu osób, ale - jak przekonują - na przeżycie tego wydarzenia zasługuje znacznie więcej osób, które pracowały nad satelitą. Dlatego zorganizowali zbiórkę pieniędzy na wyjazd. Udało się już zebrać 17 796 zł z kwoty 15 tys. zł.

Paweł Z. Grochowalski

Źródło: PW-Sat2, SKA