Príbeh prvej slovenskej družice je vskutku jedinečný. Jeho výsledkom nie je len historicky prvý a technologickými inováciami naprataný kozmický satelit Made in Slovakia, ale napríklad aj vstup Slovenska do Európskej vesmírnej agentúry. Takéto výsledky si vyžadovali viac ako 5 rokov úsilia, nervov, odriekania a prekonania obrovského množstva problémov. Od tých technických, cez finančné, legislatívne, až po tie medziľudské. A ako každý dobrý príbeh, aj ten o skCUBE má nečakané zápletky, kritické chvíle i prekvapivé rozuzlenia. Nech sa páči, toto je on.
Európska kozmonautika bez Slovenska
Hoci sme sa ako partia záujemcov o astronómiu a kozmonautiku poznali už dlhšie, naše spoločné dobrodružstvo začína oficiálne až na jeseň roku 2009, kedy sme založili občianske združenie SOSA. Náš cieľ bol jasný - dostať konečne Slovensko, ako jeden z posledných štátov EÚ, medzi štáty spolupracujúce s Európskou vesmírnou agentúrou (ESA). Znamená to pre nás najmä systematicky obhajovať výskum vesmíru slovenskej verejnosti, popularizáciu a pripomínanie dlhoročnej tradície slovenských pracovísk v tomto obore (najmä ústavov SAV v rámci tzv. COSPAR), či presviedčanie o výhodách vstupu SR do ESA. Avšak vieme, že len hovoriť o tom nestačí. Potrebujeme ukázať zmysluplnosť vstupu SR do ESA aj na niečom uchopiteľnom. Preto od začiatku snívame o prvej slovenskej družici. Veríme, že pomôže slovenskej verejnosti pochopiť úžasné možnosti, ktoré vesmír pre našu spoločnosť ponúka. Projektom chceme zároveň popularizovať technické smery, ktoré sú vo svete stále viac potrebné a prispieť svojou troškou k národnej hrdosti. Avšak, ako sa vlastne stavia taká kozmická družica?
Začíname lietať do stratosféry
Ako prvé potrebujete nabrať skúsenosti s technológiami určenými na lietanie do extrémneho prostredia. Dobrou voľbou je zemská stratosféra - veľmi riedka a studená plynná obálka našej Zeme, navyše zo zvýšenou radiáciou. Púšťame sa teda do návrhu našej prvej vlastnej automatickej sondy. A SOSA sa postupne rozširuje o ďalších kvalitných členov, a to nielen elektrotechnikov, ale aj marketérov, copywriterov, ... a všetkých spája vášeň pre vesmír. Na konci roku 2010, keď je nás už okolo dvadsať, naša sonda JULO (nazvaná na pamiatku zosnulého Júliusa Satinského) prvýkrát letí do stratosféry. Drsné podmienky stratosféry nám postupne odhaľujú, čo všetko sa môže počas letu pokaziť - od problémov s navigáciou, cez výpadky signálu, až po vysokonapäťové skraty vo vákuu a ďalšie nevídané fenomény :). Na desiatkach víkendových workshopov tak postupne našu sondu zdokonaľujeme. A onedlho na to prichádza aj prvá komerčná zákazka na let do stratosféry od spoločnosti WebSupport. A štart tohto balóna už dáva TA3 dokonca naživo!
Vystupovanie v médiách nám otvára ďalšie možnosti
Ako sa čoskoro ukázalo, lietanie do stratosféry nám otvára cestu k postaveniu skCUBE nie len po stránke technickej, ale aj finančnej a organizačnej. Krátko po štarte balóna totiž prichádza pozvanie do relácie TA3 "Téma dňa", v rámci ktorej môžeme verejnosti bližšie predstaviť naše ciele - vstup SR do ESA a stavbu prvej slovenskej družice. Slová padli na úrodnú pôdu. Na druhý deň nás prekvapí telefonát z Ministerstva dopravy. Chce s nami rozprávať samotný minister dopravy Ján Počiatek. "Páči sa mi, čo robíte. Ako vám môžem pomôcť?", znela jeho otázka. Sme nadšení! To, čo robíme má naozaj zmysel! Záujem o našu prácu nás povzbudzuje do ďalšej činnosti. A hoci družica skCUBE dostáva prvé kontúry, stále je otázne, aké úlohy bude vo vesmíre vykonávať, ktorá raketa ju vynesie na obežnú dráhu, a najmä - kde vziať na projekt peniaze?
Spolupráca s univerzitami a prvé financie
Medzičasom sme do SOSA získali aj viacerých študentov Elektrotechnickej fakluty Žilinskej univerzity. A vedeniu školy sa projekt slovenského cubesatu skCUBE tiež celkom pozdáva. Nadväzujeme preto prvé oficiálne kontakty a rokujeme o spoločnom postupe. Dozvedeli sme sa totiž o medzinárodnej iniciatíve QB50, ktorá si kladie za cieľ vypustiť do vesmíru až 50 európskych cubesatov. Plán je preto jasný - spolu so Žilinskou univerzitou sa hlásime do projektu QB50, v rámci ktorej má byť vynesenie družice kozmickou raketou dokonca dotované z európskych vedeckých fondov (tzv. program FP7). Projekt skCUBE tak získava stále reálnejšie kontúry a v Žilinskej univerzite aj strategického partnera. Spoločne preto iniciujeme list ministrovi dopravy, v ktorom podrobne predstavujeme plán projektu prvej slovenskej družice. A zabralo to! V marci 2013 dostáva Žilinská univerzita účelovú dotáciu, vďaka ktorej sa rozbiehajú prvé konkrétnejšie práce - najmä technické návrhy, prvé štúdie a funkčné prototypy. Postupne sa k projektu pridáva aj Elektrotechnická fakulta Slovenskej technickej univerzity v Bratislave a neskôr aj Letecká fakulta Technickej univerzity v Košiciach. Následne zriaďujeme spoločné pracovisko "SpaceLab" v jednom bratislavskom coworku. S ponukou navrhnúť vedecký experiment oslovujeme Ústav experimentálnej fyziky SAV v Košiciach, kde navrhli senzor pre pozorovanie ultrafialového žiarenia vrchnej časti zemskej atmosféry.
Rok 2014 možno z pohľadu projektu považovať za kľúčový. Samotná SOSA má už cez 50 členov, z čoho asi 10 pracuje na projekte družice takmer denne. Tím sa stále rozrastá a okrem kumbálu zaberáme v coworku aj kúpeľňu (prekrstenú na tzv. "WC-lab"). Vznikajú jednotlivé subsystémy družice a my potrebujeme stráviť intenzívny čas spolu. V našom SpaceLabe preto organizujeme intenzívne dvojmesačné letné sústredenie, počas ktorého skúšame spájať dielčie riešenia do jednotného celku. Projekt skCUBE si vyžaduje veľa času a stále väčšie finančné zdroje. Okrem vkladania nemalého množstva vlastných peňazí spúšťame aj intenzívny fundraising. V jednom kritickom okamihu takmer za posledné peniaze natankujeme nádrž auta a obehneme asi dvadsiatku slovenských technologických firiem. Viaceré z nich sa k projektu pridávajú. Niektoré priamou finančnou podporou, iné prispievajú nákupom technologického vybavenia či vlastnými zamestnancami. S novým webom projektu spúšťame aj dve crowdfundingové kampane. Toto mimoriadne hektické obdobie však prináša svoje ovocie - na konci leta sa už máme naozaj čím pochváliť. Väčšina technických návrhov je doladených, začíname s prvou výrobou. Kedže samotný projekt QB50 stagnuje, sme nútení z neho vycúvať a začať hľadať raketový nosič takpovediac na vlastnú päsť. Avšak, koľko stojí vlastne taký štart rakety?
Hoci družica ešte len vzniká, neustále sme pozývaní do slovenských masmédií, ako aj na vedecké festivaly. Tým najznámejším je azda Noc výskumníkov, v rámci ktorej dostávame priestor na väčšiu expozíciu našej techniky. Najväčšiu pozornosť púta najmä testovacie zariadenie na určovanie orientácie satelitu - tzv. helmholtzove cievky. Zabodovali sme nielen u desiatok návštevníkov, študentov či mladých vedcov - náš stánok zaujal aj vtedajšieho ministra školstva Petra Pellegriniho. Neskrýval prekvapenie, že na Slovensku vzniká vesmírna družica. "Naozaj bude takáto malá?", ukazuje s údivom na model 10 x 10 x 10 cm. Projekt ho zaujal a sľubuje, že nás príde pozrieť na naše improvizované pracovisko. A naozaj prišiel na obhliadku - vrátane nášho WC labu :)! Na stretnutí máme možnosť podrobne vysvetliť, čo robíme, prečo to robíme a že Slovensko potrebuje vstúpiť do ESA. Pýta sa aj na raketu. "Určite ju nemožno vypustiť za cenu menšiu než 100.000 Eur", vravíme na základe intenzívneho prieskumu. Minister sa zamyslí a prisľúbi pomoc.
Slovensko vstupuje do ESA
Prvý veľký úspech projektu skCUBE a celého nášho združenia nastáva koncom roka 2014. Do programu rokovania vlády SR sa totiž dostala medzinárodná zmluva s ESA. Po schválení vládou sa zmluva dostáva do pléna NR SR, kde ju Peter Pellegrini, medzičasom už ako predseda parlamentu, uviedol slovami: "...Ja som dlho zvažoval, ešte keď som mal tú možnosť pôsobiť na Ministerstve školstva, či Slovenská republika sa má, alebo nemá sa stať členom Európskej vesmírnej agentúry…. Áno, na Slovensku je veľa firiem, ktoré sú schopné zapájať sa do projektov ESA... ale čo je ešte väčším argumentom a čo ma úplne presvedčilo, bola návšteva skupiny mladých ľudí, tu v Bratislave, kde v stiesnených malých priestoroch pripravujú našu prvú slovenskú družicu. ... Preto si myslím, že aj to je signál, že na Slovensku je potenciál, že sú tu šikovní ľudia, sú to ľudia pochádzajúci z univerzitného prostredia, akademického prostredia, vedeckého a si myslím, že je našou povinnosťou, aby sme aj takýmto spôsobom týchto ľudí podporili ... preto ešte raz prihováram sa za podporu tejto zmluvy.” (pozrieť celý prejav). Poslanci NR SR hlasovali takmer jednohlasne za (iba jeden poslanec sa zdržal). Je to pre nás obrovská radosť a satisfakcia za roky popularizačnej práce!
Projekt skCUBE presvedčil a získal dofinancovanie
Aj projekt prvej slovenskej družice je stále bližšie svojmu cieľu. Vďaka veľkému záujmu médií a publicite už azda nikto nepochybuje, že to myslíme vážne a že v priestoroch s WC-labom vzniká niečo historické. Realizujeme veľké množstvo prednášok, na ktorých sa snažíme motivovať mladých ľudí k štúdiu technických smerov. Projekt skCUBE na to má totiž všetky predpoklady. Na základe výročnej správy o stave projektu, ktorú spolu so Žilinskou univerzitou predkladáme Ministerstvu školstva a Ministerstvu dopravy, hodnotiteľská komisia oceňuje našu prácu. A konštatuje už v tejto fáze neodškriepiteľné výsledky v oblasti popularizácie vedy a techniky a navrhuje dofinancovanie projektu. Ostáva ešte asi rok vývoja a my musíme definitívne vyriešiť otázku raketového nosiča, teda nájsť vhodného dopravcu a samozrejme nemalé peniaze. Na projekte už pracuje na plný úväzok asi trojica developerov. Ostatní členovia tímu robia po nociach a víkendoch a dávajú skCUBE všetok svoj voľný čas.
Financovanie štartu a zmena vedeckého experimentu
So žiadosťou o získanie financovania štartu raketového nosiča sa obraciame s listom aj na predsedu vlády SR. S veľkou radosťou sme obržali odpoveď, v ktorej nám Úrad vlády oznámil, že štart prvej slovenskej družice zafinancuje premiér priamo zo svojej rezervy! Teraz už naozaj môžeme hľadať vhodného dopravcu, ktorý by družicu umiestnil na vhodnú obežnú dráhu - podľa možností čím vyššie nad povrch Zeme (kvôli stabilite orbity) a s čím väčším sklonom (kvôli lepšiemu pokrytiu). Voľba padla na americkú spoločnosť SpaceX a jej nosič Falcon 9, známu aj vďaka experimentálnemu pristávaniu jej prvého stupňa na morskej plošine.
Náš tím posilňuje astrobiologička Dr. Michaela Musilová. Ale prichádzajú aj nové komplikácie. Akademici z ÚEF SAV žiaľ z projektu odstupujú a my preto hľadáme náhradný vedecký experiment. Prichádzame s nápadom detekcie veľmi dlhých rádiových vĺn, čize veľmi nízkych frekvencií (VLF - z anglického very low frequency). Experiment s VLF sa ukázal ako dobrá alternatíva, nakoľko oslovil aj Ústav fyziky atmosféry Akadémie vied Českej republiky, s ktorou okamžite nadväzujeme spoluprácu v oblasti spracovania nameraných dát.
Finálne testy a verejné predstavenie hotovej družice
V októbri 2015 definitívne uzatvárame návrh satelitu, teda jeho skeletu a dosiek plošných spojov (DPS). V priebehu posledného kvartálu prebieha ich výroba, osadzovanie súčiastkami a oživovanie softvérom. Nasleduje fáza integrácie a testovania podľa najprísnejších podmienok spoločnosti SpaceX, ktorá má satelit umiestniť na orbitu. Družica je vystavená teplotným výkyvom, nízkemu tlaku a najmä silným vibráciam a otrasom simulujúcim štart rakety. So zvedavosťou sledujeme, či pri testoch nenastanú komplikácie. Našťastie sa náš dizajn ukazuje ako životaschopný a družica po testoch stále funguje! Huráá, prežijeme štart do vesmíru!
Hotový letový kus družice skCUBE predstavujeme verejnosti na veľkej tlačovej konferencii dňa 7. januára 2016. Kvalifikovali sme sa na štart a vnímame to ako zavŕšenie prvej etapy projektu. “Ideme akoby na olympiádu - a veríme, že prinesieme aj medailu!”, vtipkujeme. Vieme, že to je náš prvý satelit a všeličo sa môže stať. No dokázali sme, že na Slovensku sme schopní vyvinúť hardvér určený na prácu v extrémnych podmienkach kozmu a vychovali sme si novú generáciu space inžinierov. Toto nám už nikto nezoberie. Za našu snahu, vytrvalosť a dlhoročnú prácu nás nakoniec v apríli 2016 prišiel podporiť aj samotný pán prezident SR Andrej Kiska.
Štart a možné pokračovanie projektu
Hotovú družicu sme v máji 2016 odviezli do cleanroomu holandskej spoločnosti ISL, kde bol satelit integrovaný spolu ďalšími dvoma integrovaný do vypúšťacieho kontajnera QuadPack.
V jesenných mesiacoch 2016 nás čaká štart rakety Falcon 9 z kozmodrómu Vandenberg Air Force Base v Kalifornii. My budeme netrpezlivo čakať na prvý kontakt a prvé dáta. Musíme dúfať. Dúfať, že všetko prebehne hladko a nič nepredvídané sa nestane. V kozmickom biznise je rizík naozaj dosť a mnohé nevieme nijako ovplyvniť. Stret s mikrometeoritom? Nedá sa vylúčiť. Skrat v elektronike vďaka erupcii na Slnku? Vcelku častý problém. Výbuch celej rakety? Aj to sa stáva...
Pre úspech misie sme urobili absolútne maximum a veríme preto aj v ďalšiu fázu projektu, ktorá môže priniesť veľa cenných dát z experimentov na palube družice. Tieto budú plne k dispozícii každému záujemcovi. Poslúžia nielen na vedeckú prácu, ale môžu byť aj autentickým zdrojom pre diplomové práce študentov. O komunikáciu s družicou sa bude starať jedna primárna pozemná stanica ako aj tri záložné.
Prvá slovenská družica skCUBE je o rozmeroch 10x10x10 cm. Niekto povie, aká malá kocka. Ale práve v tom je tá pointa. Naučiť sa stavať hardvér, funkčné systémy do extrémnych podmienok vesmíru, crème de la crème v elektrotechnike a to všetko napratať do malého zariadenia. Veď ani dnešný mobilný telefón nie je veľký - a predsa je plný veľmi výkonnej a inteligentnej technológie.
Nakoniec sa teda družicu skCUBE podarilo postaviť, hoci to bola niekedy naozaj spanilá jazda. Občas prirýchla, občas nám došiel i benzín... ale vždy sa našli skvelí ľudia, ktorí nás podporili a pomohli nám opäť naštartovať. Preto im chceme zo srdca poďakovať.
Prvá slovenská družica je spoločné dielko! Bez Vás by neboli výstupy skCUBE, ktorých vôbec nie je málo.
