Fx: So mali sateliti priložnost za Slovenijo?

Predvajaj

Eksperiment letenja v formaciji; satelit Tango nad Piranom, maj 2012 (vir: space.si).

Satelitska tehnologija je v preteklih dveh desetletjih  zelo napredovala. Predvsem je postala veliko manjša in z majhnimi  sateliti  je mogoče doseči dosti več. Njihova prednost ni samo to, da tekmujejo po svojih zmogljivostih z večjimi sateliti, ampak jih je mogoče izstreliti več, izvajajo pa lahko naloge, ki jih večji sateliti, pa če so še tako sofisticirani, ne morejo narediti.

Tokrat raziskujemo, ali so mali sateliti priložnost tudi za Slovenijo in kakšne so  možnosti njihove uporabe? Gosta Frekvence X sta bila dr. Luca Maresi, ki  je glavni organizator mednarodnega simpozija Mali sateliti, sistemi in usluge, ki te dni poteka v  Portorožu, in profesor Tomaž Rodič Centra odličnosti Vesolje-SI,  ki na konferenci 4S (Small Satellites Systems and Service) ni le gostitelj, ampak ima s slovenskimi kolegi tudi nekaj predavanj. Simpozij organizirata francoski Nacionalni center za vesoljske raziskave (CNES) in Evropska vesoljska agencija (ESA) v sodelovanju z evropskimi, ameriškimi in japonskimi raziskovalnimi laboratoriji.

Gre že za deseto tako prireditev v zadnjih dveh desetletjih. Satelitska tehnika je medtem zelo napredovala, zlasti na področju miniaturizacije in zmogljivosti malih satelitov. Zanimivo je, da je uvodna tema simpozija imela naslov ‘Mali sateliti – velik sistem’. Kaj v tem okviru pomeni mali in kaj velik?

Malo je vse, kar je mogoče izstreliti z majhnimi stroški. Prvotno so bili mali sateliti težki do sto kilogramov. To so bili “štuparamosateliti”, ki so bili drugoten tovor pri velikih izstrelitvah. Sčasoma pa je malo začelo pomeniti način izdelave satelitov. Malo je tisto, kar je mogoče narediti poceni in hitro. Mali satelit pomeni možnost uporabe novih tehnologij in sprejemanje tveganja. Pri velikih satelitih to ni mogoče. Njihova izdelava je tako draga, da moramo biti popolnoma prepričani, da bodo delovali.

Razpon velikosti  malih satelitov sega od škatle za čevlje, takim pravimo pikosateliti, do kovčka, to so minisateliti, ali celo do majhnega avtomobila. Velikost je omejena z maso, ki je lahko največ 500 kilogramov. Seveda se pojavljajo tudi tveganja.

Predvsem tehnološko tveganje zaradi inovacij. Radi bi preizkusili nove stvari. Splošna težava s sateliti je, da jih je težko preizkušati na Zemlji, saj so razmere za delovanje zelo drugačne. Vesoljsko okolje lahko posnemamo le do določene mere – denimo njegovo temperaturo. Simuliramo lahko tresljaje med izstrelitvijo in uporabo satelita. Če gre kaj narobe, je v vesolju to težko popraviti. Mogoče je, vendar satelitov ni lahko popravljati.

Veliko majhnih satelitov opazuje Zemljo “od zgoraj” in brez dvoma imajo prednost  v primerjavi z opazovanji z dosti večje platforme, kakršna je na primer Mednarodna vesoljska postaja.

Mednarodna vesoljska postaja ni dober primer za opazovanje Zemlje, saj je na taki tirnici, da vidi le manjši del planeta, predvsem območja okoli ekvatorja. Za opazovanje Zemlje je primernejša polarna tirnica. Prednost malega satelita v primerjavi z velikim je, da je lahko namenjen le za eno samo nalogo. Tako se je z njim mogoče lotiti misije načrtnih meritev rastlinja, ki jih izvajamo zdaj, ali onesnaženosti zraka. Lahko izberemo točno določeno tirnico in na satelit vgradimo opremo za posamezen namen.

Fotogalerija z mednarodnega simpozija Mali sateliti v Portorožu (avtor: Simona Habič):

[slickr-flickr search=”sets” set=”72157630012838587″ type=”thumbnails” captions =”on” descriptions=”on” sort=”name”]

Med temami na simpoziju je tudi merjenje slanosti morja. Prilagodljivi mali sistemi odlično obvladajo naloge, ki so povezane  z ekološkimi težavami planeta.

Pri večini satelitov bomo zaradi miniaturizacije elektronske opreme in optičnih naprav dobili zelo prilagodljive sisteme. Satelitom lahko naložimo določeno nalogo oziroma ukažemo, kaj naj naredijo, in bodo to opravili sami. Pri velikih satelitih pa je vse veliko bolj načrtovano. To je po mojem mnenju poglavitna prednost malih satelitov pred velikimi. Pri izbrani temi merjenje slanosti morja gre tudi za združitev tehnologije in samega prizorišča tega dogodka. Smo blizu solin. Sol je bila v preteklosti pomembno gonilo gospodarstva. Benetke so 70 odstotkov svojega bogastva nakopičile s trgovino s soljo. Menili smo, da bi bila zato dobra zamisel tudi predstavitev meritev slanosti. Misija je pomembna zato, ker nam slanost veliko pove o vplivu krčenja gozda in o količini padavin na Zemlji. Slanost morja je tako merilo zdravja našega planeta.

Na  simpoziju 4S praznujejo tudi 20-letnico teh srečanj in zdaj že lahko sodelujejo v velikih sistemih.

Do pred kratkim so bili mali sateliti igračke za univerze ali nekaj, s čimer so se lahko ponašale posamezne države. Zdaj pa postajajo uporabnejši in lahko dopolnjujejo velike sisteme. Dopoldne smo poslušali predstavitev o povezljivosti pri slikah. Fotografije, ki jih zlepimo skupaj ne glede na to, ali so jih posneli veliki ali mali sateliti, so uporabne za pridobivanje novih podatkov. Ob naravnih nesrečah je zelo pomembno, da čim prej dobimo potrebne podatke. Več satelitov ko imamo, večje so možnosti, da hitro dobimo fotografije prizadetega območja.

Evropejci nismo mogli opazovati zadnjega delnega Sončevega mrka, saj se je ta za nas zgodil v noči z 20. na 21. maj in je bil zato viden le iz Japonske in s severnega Pacifika. Kljub temu je mali satelit Proba 2 Evropske vesoljske agencije večkrat letel skozi Lunino senco. Posnel je več fotografij Sonca v ultravijolični svetlobi ter meril ultravijolični energijski tok z nepokritih delov Sončeve ploskvice. Ultravijoličnih opazovanj z Zemljine površine zaradi neprozornosti atmosfere ni mogoče narediti. Majhni sateliti torej ne gledajo le navzdol na naš planet, ampak lahko pogled uspešno usmerijo tudi v Sonce, Luno ali v nebo. 

Vsekakor. Kar nekaj misij je že bilo, ko so tudi mali sateliti dali svoj prispevek znanosti. Proba II je le eden izmed primerov, ko male satelite uporabljamo za preučevanja Sonca. Z njimi tudi ugotavljamo, kje na Zemlji živimo. Rad bi omenil še eno zelo zanimivo misijo, za katero smo uporabili male satelite. Na misiji, ki se imenuje COROT, izvajamo meritve na dveh področjih. Prvo področje je astroseizmologija – merjenje potresov na zvezdah. Tako naj bi bolje razumeli, kakšna je notranja sestava zvezd. Še pomembneje pa je, da je merilna naprava tako občutljiva, da zazna prehod planeta pred zvezdo. Če je planet velik kot Jupiter in se giblje pred zvezdo, primerljivo z našim Soncem, se sevanje rahlo zmanjša. Sprememba je neznatna, a jo je mogoče izmeriti tudi z malim satelitom. Na tej misiji torej štejemo, koliko planetov imajo zvezde v naši bližini. Tako bomo lahko ocenili, kolikšna je verjetnost, da bi zunaj našega Osončja odkrili življenje.

Tudi v  Sloveniji   se ukvarjamo s tehnologijami majhnih satelitov, katerih masa je manjša od 100 kg. V Centru odličnosti Vesolje Si  razvijajo dva satelita, večji bo za daljinsko zaznavanje, manjši pa bo za tehnološko demonstracijo komunikacijskih protokolov, ki jih bodo razvili pri nas. Prednost majhnih satelitov  namreč ni samo to, da tekmujejo po svojih zmogljivostih z večjimi sateliti, ampak predvsem to, da jih lahko izstrelijo več in lahko delajo naloge, ki jih večji še tako sofisticirani sateliti ne morejo narediti. Ukvarjajo se  s tehnologijami letenja formacij in s  procesno verigo zajemanja podatkov s satelita. Podatke želijo  čim hitreje predelati in jih dati končnim uporabnikom prek spleta ali pa natisnjenih map. V zadnjem času pa tudi prek androidnih platform. V  Sloveniji  so razvili tudi geopedijo, ki je zelo učinkovito orodje za posredovanje satelitskih podatkov širši strokovni javnosti.

Space debris observation simulation from Vesolje SI on Vimeo.