Nápady a objevy

22. června 2015

Vesmírný výzkum, to jsou roky čekání

Dva miniaturní body na obrazovce se nachází v době rozhovoru, ve středu 10. června, krátce po desáté dopoledne, někde mezi Madagaskarem a Austrálii – ve vzdálenosti 10 168 kilometrů. Časově je zatím dělí jen několik minut, postupně se však budou vzdalovat. A jejich veškerý pohyb bude nadále po řadu měsíců přesně monitorován tady Pod Palackého vrchem prostřednictvím antén a dalších zařízení na střeše Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně. VUT má totiž zhruba po devíti letech opět ve vesmíru dvě družice kategorie CubeSat: PSAT a BRICsat. Jejich vzlet zajistila Vojenská námořní akademie USA, s níž brněnští vědci z Výzkumného centra SIX a Ústavu radioelektroniky spolupracují.

Do vesmíru družice vynesla z mysu Canaveral v druhé polovině května raketa Atlas 5, mimochodem ta stejná, která na oběžnou dráhu vynesla rovněž nepilotovaný raketoplán. „Kosmickému výzkumu se věnujeme na VUT už zhruba třicet let, ale je stále obtížnější a náročnější, především finančně, dostat družice nahoru. Musí to být opravdu dobrá startovní příležitost,“ vysvětluje vedoucí Laboratoře experimentálních družic Výzkumného centra SIX a Ústavu radioelektroniky FEKT VUT profesor Miroslav Kasal.

Obě družice nesou jako primární náklad unikátní typ transpondéru, vyvinutý právě týmem profesora Kasala. Hlavním cílem je ověření experimentální digitální komunikace s pomalým přenosem dat, ale vysokou spektrální účinností. „Podobný typ transpondéru jsme již měli instalován na Mezinárodní komické stanici ISS v letech 2004–2006. Po těchto zkušenostech jsme však vyvinuli dva nové, dokonalejší, které mají svoji vlastní telemetrii,“ přibližuje profesor Kasal.

Pro úzkopásmový přenos signálů s fázovým klíčováním je základní problém družicového transpondéru na nízké oběžné dráze Dopplerův posuv frekvence. Pro spojení Země–družice je nastaven nejnižší možný kmitočet kolem 28 MHz, kde je Dopplerův posuv nejnižší, jen cca +/- 600 Hz. Signál ve směru družice–Země se pak posílá po detekci a frekvenční modulaci na kmitočtu v pásmu UHF. „Pro dosažení synchronizace nosné pro detekci tohoto fázově klíčovaného signálu je nutný speciální software,“ upřesňuje profesor Kasal.

Snadné nebylo ani řešení některých dalších technických problémů, například s odvodem tepla vzhledem k chybějící konvekci na palubě družice. „To byl úkol především mých mladších kolegů v týmu, kteří si s ním skvěle poradili,“ chválí profesor Kasal.

Laboratoř experimentálních družic Výzkumného centra SIX VUT je v rámci projektu autorizovaná také jako povelová a telemetrická stanice. Zatímco PSAT ovládají i jiní uživatelé, BRICsat je povelován výhradně brněnskými experty. Ti také proto budou pravidelně shromažďovat telemetrická data a vyhodnocovat je.

Vzhledem k předpokládané životnosti baterií a dosažené dráhy družic odhadují vědci, že družice budou pracovat dva, maximálně tři roky. „Naše řešení je rozhodně nosné, Američané si spolupráci s námi velmi pochvalují a již dnes máme nabídku na účast v novém, podobném projektu. Snad to vyjde, samotný vývoj trvá rok i déle – a pak se čeká na start. Půl roku, rok, tři… Je to opravdu běh na dlouhou trať,“ souhlasí s profesorem Kasalem jeden z mladých členů celého týmu Tomáš Urbanec. (jih) 

Vstoupit do fotogalerie

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Výzkumné centrum SIX spolupráce

Související články:
Elektrotechnici spolupracují s Konicou Minoltou na vývoji chytrých brýlí
Bolesti čelistí pomůže řešit unikátní software
Úspěch projektu ADWICE: Rakouští kolegové budou mentory Centru SIX
Nedostatek žen v technických oborech řeší studie z Centra SIX
Unikátní systém umí včas varovat před požárem v elektrárnách