Olivér
1 °C
5 °C

Kísérletezzen a nyílt műholddal!

2012.06.17. 14:21
Magyar közreműködéssel készül a világ első nyílt forráskódú műholdja, az ArduSat. A műhold megépítéséhez szükséges pénz már megvan, a fellövéshez és a további bővítésekhez pedig Kickstarteren gyűjtenek. Az adományozók saját kísérleteiket futtathatják majd a műszerekkel bőven ellátott pikoműholdon. A csapat nem állna meg itt, az űrben most keringő, elavult technológiával felszerelt műholdakkal szemben, folyamatosan cserélődő, egyre jobb műholdakról és az ehhez kapcsolódó oktatás megszervezéséről álmodnak.

Június 15-én indította el Kickstarter-kampányát néhány lelkes fiatal, akiknek szlogenje: „Megfizethető űrkutatást mindenkinek!" A négyfős csapat kommunikációért felelős tagja egy magyar lány, Kovács Réka, aki jelenleg ösztöndíjas Space Universityn, és gyakorlaton van a NASA Ames Research Centerében. A projektet támogatja a tudományos munkákat népszerűsítő SciStarter is.

A vállalkozást nagyon jól időzítették, hiszen a SpaceX cég Dragon űrhajójának első sikeres küldetése megmutatta, hogy a magánszektornak is van helye az űrkutatásban. A legtöbb ember úgy tudja, hogy az űrtechnológia milliókba kerül és évekig tart a kifejlesztése, illetve csak asztronauták, nemzeti űrhivatalok és milliomosok engedhetik meg maguknak – ezen az általános vélekedésen szeretne változtatni a NanoSatisfi nemzetközi csapata.

A technológia gyors fejlődésének és a kis méretű műholdak szabványosításának köszönhetően ma néhány fős csapatok is megtervezhetnek és megépíthetnek pikoműholdakat pár hónap alatt, kevesebb mint százezer amerikai dollárból (nagyjából 24 millió forint). Erre vállalkozik a csapat az ArduSat nevű műholddal.

Az első nyílt forrású műhold

Az ArduSat egy cubesat szabványnak megfelelő pikoműhold lesz. Ugyanilyen szabvány szerint készült el a BME-n Magyarország első műholdja, a  2012. február 13-án fellőtt Masat–1, amely formáját tekintve egy 10*10*10 centiméteres kocka.

A nemzetközi csapat olyan pikoszatelitet épít, amelybe öt, vagy keretétől függően még több, Arduino nevű, nyílt forráskódú hardvert szerelnek. A nyíltság nagyjából ugyanazt jelenti, mint a szoftverek esetében: a hardver működéséről pontos dokumentáció érhető el, bárki módosíthatja, és létrehozhat belőle új termékeket – igaz, ekkor már át kell neveznie. A koncepció lényege, hogy olcsón sokféle dolgot lehessen megoldani egy hardverrel és a hozzá tartozó, szabványos kiegészítőkkel. A felhasználás nagyon széles körű lehet: mint azt a mellékelt példa mutatja, akár űreszközbe is jól jöhet.

Van már hasonló, nyílt forrású hardverből, de nem Arduinóból álló próbálkozás, a Kicksat.org nevű műhold, amely szintén Kickstarter-projekt volt. Ezt egy cornelli PhD-s egyetemista építette, és szállítási eszköznek használta úgynevezett sprite space craftjeinek, ami a legkisebb, űrbe juttatható egységre használt szakkifejezés. A KickSat-műhold, szemben az ArduSattal, nem programozható, és nem is működik már műholdként.

Sok jó műszer kis helyen is elfér

Az ArduSat Arduinóit tíz különböző szenzorral kötik össze, például a mágneses tér mérésére alkalmas magnetométerrel, a radioaktivitást mérő Geiger–Müller-számlálóval, a fényerősség mérésére való fotonméterrel, hőmérővel, barométerrel, két optikai és egy infravörös kamerával, egy, a fény teljes spektrumát elemző spektométerrel, a Spectruinóval, valamint bit-flip-mérővel.

Néhány a tervezett műszerek közül
Néhány a tervezett műszerek közül

Utóbbi a kozmikus sugárzás és a töltött részecskék áthaladását méri a fedélzeti számítógépen. Ezek a töltöttségük miatt átmenetileg manipulálják a biteket, ez pedig hatással van algoritmikus bináris számjegyeire. Ez azért érdekes, mert jövőre van a 11 éves napciklus egyik legaktívabb éve, ekkor a napkitörések miatt több lesz a töltött részecske az űrben. A bit flip jelenség egyébként nem végzetes a fedélzeti számítógépre.

Bárki boldog születésnapot kívánhat

A csapat bárkinek lefuttatja a kódját, persze előtte földi körülmények között tesztelik, hogy megfelelően működik-e, és a műhold biztonsága érdekében minden kódot ellenőriznek. Az űrben minden próbálkozó egy hétig futtathatja majd saját kódját. A fedélzeti számítógéphez csak a csapat fér hozzá, ők kontrollálják a műhold irányát, pályáját. Viszont az Arduinókhoz bárki írhat majd kódot.

Miután a fedélzeten több mint öt Arduino lesz, egyszerre akár öt olyan kísérlet futhat majd, ami az összes műszert igénybe veszi. Az Arduinók akár 15 műszert is tudnak egyszerre üzemeltetni, és nem lesz mindenkinek mindegyikre szüksége, ezért nagyon sokan kísérletezhetnek majd egy időben.

A sárgával jelölt területeken tudják majd befogni a műhold jeleit
A sárgával jelölt területeken tudják majd befogni a műhold jeleit

Az ArduSat a Masathoz hasonlóan üzeneteket továbbítana amatőrrádió-frekvencián. A műhold programozhatósága erre a funkcióra is kiterjed, ezért bárki boldog születésnapot kívánhat majd egy kedves ismerősének, rokonának, egyenesen az űrből.

A pikoműhold nemcsak a tudományok iránt érdeklődők kíváncsiságát és felfedezési vágyát elégítheti majd ki, hanem azokét is, akik egy érdekes művészi projektben vesznek részt, hiszen az űrben fantasztikus képeket lehet készíteni a látható fényt befogó, valamint az infravörös tartományban működő kamerákkal is. Technikailag ez valamivel bonyolultabb, mint az Arduinók kezelése, ezért a kamerát a csapat irányítja majd, viszont a támogatók elmondhatják, mikor és miről akarnak fényképet készíteni. Gyönyörű felvételeket készített a Masat–1 is mindössze  640*480 pixel felbontású kamerájával is, február óta szép gyűjteménye van a BME-s csapatnak űrfotókból.

Fel a fellegekbe

Bár a műholdat építő csapat tagjai jelenleg a NASA-nál gyakornokoskodnak, az űrügynökség nincs kapcsolatban a projekttel. A műhold építéséhez és fellövéséhez szükséges pénz részben már megvan, részben pedig egy Kickstarter-kampánnyal szednék össze.

A feljutásra több opciója is van a csapatnak, másodlagos teherként (szakszóval piggybacking) elég sok lehetőségünk van az űrbe jutásra. Kovács Réka szerint nemzetközi viszonylatban szinte havonta lőnek fel olyan rakétákat, amelyek nem visznek elég terhet, ezért vizet raknak be azokra a helyekre, ahol hasznos tehernek lenne helye. Kisebb rakétákkal is megoldható az űrbe jutás. Ilyen a Vega, amely a Masatot is feljuttatta, valamint az indiaiknak is van a rakétacsaládjukban olyan rakéta, amely alkalmas arra, hogy több, kisebb műholdat vigyen magával.

A Masat-1
A Masat-1
Fotó: Czifra Dávid / cubesat.bme.hu

A nemzetközi űrszervezetek által biztosított ingyenes kilövési lehetőségeket általában oktatási intézményeknek vagy diák-projekteknek tartják fenn. Mivel a NanoSatisfi közvetlen hozzáférést biztosít az űrtechnológiához, szorosan kötődik az úgynevezett STEM oktatáshoz (Science, Technology, Engineering, and Mathematics, azaz Tudomány, Technológia, Mérnöki pálya és Matematika), jó eséllyel indulnak egy ilyen programban is.

A kommunikációt főként a Genso hálózattal oldanák meg, amely 18 órában megoldaná a kapcsolattartást az ArduSattal, de lobbiznak az Európai Űrügynökségnél is. A Masat–1 is részben a Gensót használja.

A határ a csillagos ég

A csapat a Kickstarter-kampánnyal legalább 35 ezer amerikai dollárt szeretne összeszedni (a hozzájuk hasonló, már említett KickSat kampány 74 ezer dollárt gyűjtött). Az adományozás úgy működik, hogy a legtöbb felajánlásért cserébe jár egy kísérletcsomag is, tehát a felajánló futtathatja majd saját kísérleteit, vagy fényképeket készíthet. Több összeggel lehet támogatni a projektet:

  • 1 dollár (230 Ft) az alap támogatási összeg
  • 10, illetve 25 dollárért (körülbelül 6 ezer Ft) már egy kép is jár.
  • 50 dollárért a Sciencestarterrel együttműködésben pompomlányos kártya is jár, olyan lányokról, akik egyben tudósok is
  • 100 dollárért (23 ezer Ft) az adományozó nevének kezdőbetűi felkerülnek a műholdra
  • 150 dollárnál (35 ezer Ft) kezdődnek a kísérletet is érő adományok, ezért az összegért már 15 képet lehet készíteni, az adományozó pedig meghatározhatja, hogy milyen időben és merre nézzen a kamera
  • 300 dollárért (70 ezer Ft) lehet saját üzenetet küldeni
  • 500 – 800 dollárért (180 ezer Ft) lehet megvenni a különböző kísérleti csomagokat
  • 1500 dollárért (350 ezer Ft) pedig az adományozó hozzáférhet az összes műszerhez, amelyet a műholdba is beszereltek.

Nem csak pénzzel lehet támogatni

Az összegek magasnak tűnhetnek Magyarországon, bár például 23 ezer forintért felkerülni az AdruSatra még itthon sem számít megfizethetetlennek. A kísérleti csomagok pedig iskoláknak, egyetemeknek jelenthetnek hatalmas lehetőséget, az ő pénztárcájukhoz mérve pedig szintén megfizethető összegekről van szó.

A tervek szerint ez lesz a belsejében
A tervek szerint ez lesz a belsejében

Mivel a műholdat úgy tervezték, hogy néhány műszer még beférjen, a csapat azt kéri, ha bárkinek van ötlete, saját készítésű Arduino-kiegészítője, ne habozzon megosztani ezeket. Ugyanez vonatkozik az elvégzendő kísérletekre.

Az ArduSat alkotói szándéka szerint csak az első műhold lenne, egy pilot project. Ennek tapasztalatai alapján indítanának egy 12 hetes képzést, amely után a résztvevők elkészíthetnék saját műholdjukat, és egymás után küldhetnének fel pikoszatelitokat.

Kovácsék próbálnak ösztöndíjat szerezni NASA-tól és az ESA-tól átfogó programjukhoz, amely magában foglalja a tervezést, az építést, a tesztelést és a működtetést is. A terveik szerint legalább évente egy ArduSat-osztály indulna, a következő pedig mindig az előző által fellőtt műholdat működtetné. Így folyamatosan rendelkezésre állna egy megújuló technológia az űrben. A nagy műholdakat 15-20 éves működésre tervezték, ezzel nagyon lassítják az űrtechnológia fejlődését – az öt éve fellőtt műholdak butábbak, mint a legújabb iPhone.