Egy kiló műszeren az ország szeme

Ha sikerrel jár, a Masat–1 Farkas Bertalan méltó társa lehet a magyar űrkutatás panteonjában. Az apró műholddal az egész világ előtt vizsgázik a magyar innováció és technológiai tudás. Megnyílhat előttünk az Európai Űrügynökség.

Az Egyenlítőtől kissé délre fekvő űrkikötő vasárnap este még csendes, csak számomra ismeretlen madarak csicsergését hallom. Huszonhat fok van, a levegő párás, imént esett egy kis eső is. Nem sokkal sötétedés előtt érkeztünk Kourouba, a Guyana Űrközpontba, ahonnan a tervek szerint hétfő reggel első útjára indítják a javarészt olasz fejlesztésű Vega rakétát. Az ok, amiért két másik magyarral együtt itt vagyok Francia Guyanában, már hetek óta a rakéta orrkúpjában várja a startot kilencedmagával.

Sajnos a Vegát nem nézhetjük meg, nem engednek a közelébe, a rakéta környéke most műveleti terület. A sajtóbelépő felmarkolása után a Jupiter Központ felé terelnek minket, ahol viszont a bejáratnál egy kiállított Ariane rakéta mellett megyünk el, oldala arany fényben fürdik. A nyugvó nap utolsó sugarai pálmafákon átszűrődve enyésznek el, a madarak utolsó trilláikkal szórakoztatják a különböző országokból érkezett delegációkat, majd hirtelen beköszön az egyenlítői este.

A Jupiter Központ – ahol az irányítóterem is található – futurisztikus épületében a Vega rakéta megalkotói, így az olasz űrügynökség illetékesei tartanak prezentációt. Kiemelik, hogy a rengeteg új fejlesztéssel készült rakéta egyedülálló abban a tekintetben, hogy egyidejűleg több hasznos terhet is képes magával vinni és Föld körüli pályára állítani. Így fog tenni pár óra múlva a Masat–1-gyel, az első magyar műholddal.

A magyar delegációba harmadikként fértem be Varga Lajos villamosmérnök, a Budapesti Műszaki Egyetem doktorandusza, a Masat–1-et fejlesztő csapat tagja és Kovács Kálmán, a Magyar Űrkutatási Tanács elnöke mellé. Velük beszélgettem a Vega rakéta első startja előtti napon.

Magyar égre magyar kockát!

A magyar űrtevékenység több évtizedes múltra tekint vissza, számos műholdon és az ISS-en is használtak magyar fejlesztésű eszközöket. Varga elmondta, hogy a műegyetemen a Masat–1-et fejlesztő fiatal csapat néhány tagja már a műhold építése előtt is részt vett az Európai  Űrügynökség diákprojektjeiben. Dolgoztak például plazmadiagnosztikai műszer fejlesztésén az ESEO műholdra, valamint fedélzeti számítógép kialakításán az ESMO holdszondára. Előbbi projekt jelenleg is fut, utóbbiban sajnos külső okok miatt nem tudtuk folytatni a részvételt. Egy űrtechnológiai lengyel-magyar konferencia (a most szintén a Vegán utazó PW-SAT csapat részvételével), valamint az ESA által meghirdetett CubeSat program vezetett az elhatározáshoz, hogy a BME is saját műhold éptésébe kezdjen.

A CubeSat szabványos, kis méretű és tömegű (10*10*10 centiméteres, egy kilogrammos), a hagyományos műholdakhoz képest olcsóbban előállítható és űrbe juttatható eszköz. Az ESA célja a programmal, hogy a résztvevő országok elsősorban oktatási céllal felhalmozhassanak egy olyan tudást, amit később kiaknázhatnak. Erre a tudásra, valamint az elődök tapasztalataira alapozva cél egy új szakember-generáció nemzetközi színvonalú képzése.

„Az oktatási célon túl nekünk igen fontos, hogy a mögöttünk álló négyéves munka eredménye egyben technológiai  demonstráció is, bizonyítva, hogy magyar viszonyok között, magyar ipari háttérrel, magyar tervezésű, fejlesztésű  technológiákkal sikerült egy önálló űreszközt megalkotni, amihez nagyrészt önerőből megoldható a gyártás és az üzemeltetés is” – mondta Varga.

A Masat–1, a kis magyar kockaműhold az egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karán tanuló, körülbel harmincfős hallgatói csoport tervező, fejlesztő munkájának eredménye. Természetesen a csapat mögött állt a BME űrkutató csoportjának a nyolcvanas évek óta felhalmozott tapasztalata, két tanszék (Elektronikus Eszközök Tanszéke, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék) tudásbázia, valamint a támogatók, együttműködő partnerek segítsége is.

Bárki foghatja a jelét

A fejlesztők olyan műholdat akartak készíteni, amelyben a lehető legtöbb részegység egyedi, magyar szellemi tőkéből fejlesztett és Magyarországon elérhető technológiával gyártott. Ezt szinte minden alrendszerre sikerült megvalósítani, kivéve természetesen az olyan alkatrészeket és elemeket, amelyek nemhogy Magyarországon nem érhetők el, de világszerte is ritkaságnak számítanak. Ezek a külföldről beszerzett elemek például az űrtechnológiás napelemek (amiket két helyen gyártanak összesen a világban), és egy különleges ragasztó, amit egy speciális, még a NASA-nak is sok fejtörést okozó technológiával gyártanak.

„Az ESA CubeSat szabványa által előírt mechanikai szerkezet egy együttműködő partnerünk tervezésében és egy érdi cég gyártásában jött létre. A mechanikai tervezés során szem előtt tartották, hogy a műhodnak feltétlenül ki kell bírnia azt az óriási mechanikai stresszt, ami a kilövésnél éri. Ezzel szöges ellentétben álló szempont viszont az, hogy a műhold szerkezete minél könnyebb legyen, mert minden felesleges szerkezeti gramm a beépendő eszközöktől vesz el teret és  felhasználható tömeget” – mesélte Varga. A műholdak belső kialakításban egyébként szabad kezet kaptak a CubeSat csapatok. A magyarok bizonyos szempontból a hagyományos nagy műholdak kis mását építették meg: a nagy műholdak főbb alrendszerei mind megtalálhatók a Masat–1-ben. Az egy kiló műszerbe belefért fedélzeti számítógép, kommunikációs rendszer, nagy hatásfokú energiaellátás és helyzetstabilizáló rendszer is. Mindez tartalékolt elrendezésben, egyedi tervezéssel és kivitelezéssel valósult meg.

Ha sikeresen pályára állt, akkor a műhold a 437,345 megahertzes rádióamatőr frekvencián fog a Föld irányába sugárózni digitális adatokat, valamint a hívójelét (HA5MASAT) Morze-kódban. A fejlesztőcsapatnak két vezérlőállomása van, az elsődleges a Műegyetemen, míg egy tartalékbázis  Érden. A Föld körül elliptikus pályán mozgó műhold napjában 3-4 alkalommal halad majd el  Magyarország fölött, ekkor a csapatnak 5-10 perce lesz majd arra, hogy a Masat–1 által küldött adatcsomagokat begyűjtse. Erre természetesen vannak automatizált rendszerek, de a legizgalmasabbak nyilván az első kapcsolatteremtések lesznek, ezeknél mindkét állomás teljes személyzettel üzemel majd.

„Mivel szeretnénk minél több adatot szerezni a Masat–1-től, felkértük a világ rádióamatőr közösségét, hogy vegyenek részt a műholddal való kommunikációban. Így akinek van kedve és lehetősége, befoghatja a HA5MASAT hívójelú műholdat, és az általa sugárzott adatcsomagot rögzítheti és továbbíthatja nekünk” – mondta Varga. A közösségi segítséggel a fejlesztők a későbbi feldolgozást, elemzést, értékelést lehetővé tevő adatbázist „több szem többet lát” alapon tudják majd felépíteni. Rengetegen jelentkeztek be a világ minden tájából, hogy szívesen részt vennének a Masat–1 követésében.

Kétszáz adat a kis kockából

Természetesen a Masat–1-gyel való kommunikáció nem egyirányú, egy dedikált frekvencián parancsokat lehet adni neki. A műhold pályája adott, azon nem lehet változtatni – erre hivatott  propulziós rendszert CubeSatokba nem szokás beépíteni –, de az orientációját már lehet befolyásolni, azaz meg lehet adni, hogy melyik odalát merre fordítsa. Ezt egy szintén saját fejlesztésű, elektromágneses stabilizáló rendszerrel oldották meg az egyetemen. A rendszer elve röviden az, hogy egy, a Föld mágneses teréhez igazodó, a kocka pozícióját ahhoz beállító ferromágnes mellett, rá merőlegesen két elektromágnes is van a  kockában, amelyeken megfelelő ütemben áramot folyatva az elhelyezkedést módosítani képes mágneses tér hozható létre. Ezen kívül szükség esetén a műholdba beépített egyes modulok áramfelhasználását is lehet befolyásolni.

A stabilizációs rendszer egyébként a Masat–1 működésének egyik legfontosabb eleme, ennek a tudományos kísérletnek a viselkedéséről a műhold rengeteg adatot továbbít majd, a tudományos tesztek főleg erre irányulnak. „Ezen kívül adatokat kapunk még többek között az aktuális hőmérsékleti viszonyokról, valamint a beépített egyéb saját fejlesztésű modulok működéséről is gyűjtünk információt, összesen mintegy kétszáz féle telemetriai adat érkezik majd hozzánk” – magyarázta Varga. „Három fő adattípust gyűjtünk: egyrészt adatokat a műhold saját működéséről, másrészt a szuborbitális környezeti viszonyokról, harmadrészt az elektromágneses stabilizálás működéséről.”

A kockaműholdak mellett két nagyobb szatellit is várakozik a startra a Vega rakéta  orrkúpjában: az olasz Lares, ami egy nagy tömegsűrűségű (fél tonnás, de kis térfogatú), műholdkísérleti célokat szolgáló gömb, illetve a 30*30*30 centis, kocka alakú rádióamatőr műhold, az ALMAsat–1. A Vega rakétán összesen hét, a Masat–1-hez hasonló kisebb kocka jut majd az űrbe. A magyar fejlesztőcsapat sikerét jól illusztrálja, hogy a CubeSat programra kezdetben bejelentkezett 27 csapatból kiválasztott 11 csapatból öszesen hatnak sikerült a határidőre működőképes pikoműholdat építeni – pedig 18 csapat ráadásul teljes jogú ESA-tagállamból indult, nem Magyarországhoz hasonló, megfigyelő ESA-partnerországból.

Mérföldkövek

Kovács Kálmán is ennek jelentőségét hangsúlyozta. „A Masat–1 magyar űrkutatás egyik mérföldköve, és ezek egyáltalán nem nagy szavak. Ha majd történeti  távlatból szemléljük az eseményeket, és leegyszerűsödik ezek láncolata, akkor kiemelkedik majd  közülük az első magyar műhold. Mert mindig az elsők számítanak, ahogy anno a szovjet-amerikai űrversenyben is. Hiába feszültek meg a NASA illetékesei, az oroszok sorra happolták el az űrkutatási első helyeket, szovjet volt az első műhold, az első ember űrben, az első űrséta, az első páros űrrepülés, és így tovább. Aztán persze a holdraszállással végül alaposan visszavágtak az amerikaiak” – mondta Kovács.

Az elnök szerint nálunk ugyanígy jegyzik fel a mérföldköveket. A magyar űrkutatás kezdetét jelölő mérföldkő volt 1946. február 6., amikor Bay Zoltán és 12 kutatótársa a Tungsram gyár Váci úti  kutatólaborjának tetejéről rádiójeleket sugároztak a Holdra, és a visszavert jeleket sikerrel fogták. Ezt a 65 évvel ezelőtti eseményt tartjuk ma a magyar űrkutatás megszületésének. Vitathatalanul fontos, az első magyar űrhajós, Farkas Bertalan űrrepülése a Szojuz–36 fedélzetén, és az általa végzett tudományos munka a Föld körüli pályán keringő Szaljut–6 űrállomáson.

„Bizonyos szempontból űrkutatási mérföldkőnek tekinthetők, és természetesen fontosak a különféle magyar fejlesztésű és gyártású műszerek (Pille, Balaton, Integral, Eötvös, Bealuca, stb.) is, amelyek a nemzetközi együttműködésnek köszönhetően helyet kaptak különféle űreszközökön, de bizonyos vagyok benne, hogy az első magyar fejlesztésű, magyar gyártású mesterséges hold lesz tudománytörténeti szempontból jelentősebb méföldkő” – fogalmazott Kovács. Az elnök szerint Masat–1 és az őt megalkotók közössége e tekinteben tehát Bay Zoltán és Farkas Bertalan mellé csatlakozik. Az a körülmény pedig, hogy teljesen magyar innovációról van szó, csak emeli mindennek a jelentőségét.

Szomorú tapasztalat, hogy Magyarországon általában itt meg is szoktak rekedni az előremutató dolgok. Kovács reméli, hogy a döntéshozók felismerik a tudományos és üzleti sikertörténet lehetőségét, amit a Masat–1 és egy esetleges ESA-tagság hordoz. Az elnök úgy véli, a Masat–1 nyomdokain kifejleszthető magyar műholdgyártási kapacitás, hozzá kapcsolódva befektetők, megrendelők sorát lehetne mozgósítani.

Tízmilliárdos üzletek és költségvetési béka

Mint Kovács elmondta, évek óta harcolunk az ESA-tagságért, amire a magyar űrkutatás és űripar már régóta – és a volt szocialista országok közül elsőként – éretté vált. Tudományos, technikai szempontból olyan jelentőségű lenne Magyarország ESA-tagsága, mint katonai, biztonságpolitikai szempontból hazánk NATO-tagsága. Nemcsak tudományos, de egyértelmű ipari, technológiai és űrszolgáltatási áttörés lenne, ami ráadásul komoly gazdasági, haszonnal jár. Olyan fejlesztési csatornák, a legmagasabb szintű technológiák, űrtechnológiák nyílnának meg előttünk, amikből most ki vagyunk zárva, mivel az űrbiznisz biztonságpolitikai szálakkal alaposan átszőtt terület, amibe kívülállókat nem engednek be.

Ahhoz azonban, hogy csatlakozhassunk, rövid távon le kell nyelni azt a költségvetési békát, amit az ESA tagsági díjának befizetése jelent. „Ez a 6-8 millió euró (a jelenlegi ESA társult tagsági díjunknál 4-6 millió euróval több) nyilván húsbavágó kérdés ma, amire könnyen lehet nemet mondani. Azt kell viszont látni, hogy egyrészt ennek 97 százaléka visszapályázható, másrészt olyan beruházási kapuk nyílnak meg általa, amelyek 2-3 éven belül nemzetgazdasági és költségvetési szinten is visszatermelik, sőt megsokszorozva termelik vissza a tagdíjat. Nemcsak a magyar űrtevékenység, de a magyar gazdaság mérföldköve is lehet az ESA-tagság” – fogalmazott Kovács.

Bár Magyarország elsőként lett ESA-megfigyelő, majd társult ország, a nálunk később indult Csehország és Románia ma már teljes jogú ESA tagország, és Legyelországban is megszületett a belépési döntés. Az elnök szerint a csatlakozásunk így stratégiai kérdés is. Arról nem is beszélve, hogy jelenleg is vannak hazánkban 2-3 milliárd forintos forgalmú, fejlett űrtechnológiát alkotó, alkalmazó cégcsoportok, illetve szervezetek, de az ESA-tagság nélkül ezeknek nincs meg a lehetőségük akár tízmilliárdos üzletekre pályázni. „Egyszer kell csak mély levegőt venni. Ennek a döntésnek, vagy ha tetszik állami befektetésnek nincs kockázata, hiszen ez az  iparág, ez a közösség már bizonyított. Az ESA tagság révén a magyar innovációs képesség a világpiacon is megmutathatná magát” – mondta az elnök.

Hétfő reggel hétkor, magyar idő szerint tizenegykor megtesszük az ESA felé az első lépést. Magyarország újra az űrbe megy.