FAQ

A.

Pretože milujeme lietanie do vesmíru! Kozmonauti, rakety, družice – to sú najmä špičkové technológie, nové poznatky a obrovské dobrodružstvo zo spoznávania nových svetov. Výskum vesmíru navyše prináša ľudstvu stále nové technologické inovácie pre každodenný život - stačí spomenúť satelitnú navigáciu GPS, ktorú máte v telefóne. A malé a relatívne lacné družice typu CUBESAT predstavujú dnes veľmi moderný smer, často slúžia na rýchle otestovanie nových technologických konceptov, napríklad solárnych plachetníc. Cubesaty majú v blízkej budúcnosti lietať aj k Mesiacu či dokonca iným planétam. Nechceli by ste tam aj Vy poslať niečo vlastnoručne vyrobené? 🙂

A.

Vynesenie družice skCUBE na obežnú dráhu okolo Zeme zabezpečuje holandská spoločnosť Innovative Space Logistics. Štart družice bol niekoľko krát odložený kvôli problémom rakety Falcon 9 americkej spoločnosti SpaceX. Aktuálne plánované štartové okno je stanovené na druhý kvartál 2017.

A.

Štart rakety, ktorá vynesie do vesmíru družicu skCUBE sa uskutočňuje najmä za účelom vynesenia veľkého taiwanského satelitu Formosat 5. Spolu s ním sa zvezie do vesmíru aj viac než 80 menších družíc z celého sveta, vrátane slovenskej družice skCUBE.

A.

Jedná sa o tzv. "Sun-synchronous orbit", teda o polárnu dráhu vo výške od 450 – 720 km nad povrchom Zeme so sklonom asi 98° voči zemskému rovníku. Satelit na tejto dráhe obehne Zem približne raz za 90 minút, pričom letí rýchlosťou 28 000 km/h (7.8 km/s). Hoci túto dráhu určil primárny zákazník štartu Formosat 5, veľmi dobre vyhovuje aj vedeckým účelom prvej slovenskej družice skCUBE.

A.

V podstate ju na obežnej dráhe udržiava zotrvačnosť. Nakoľko družica obieha Zem obrovskou rýchlosťou, tzv. prvou kozmickou, navyše v prostredí, kde kde ju nemá čo zabrzdiť (v danej výške 450 – 720 km atmosféra Zeme už takmer neexistuje), oblietava družica voľným pádom planétu pod sebou.

Môžete si to predstaviť aj nasledovne: povedzme že stojíte na vysokej veži, z ktorej odpaľujete golfové loptičky. Ak udriete slabo, spadne loptička neďaleko veže. Ak udriete silnejšie, poletí ďalej, ale nakoniec predsa dopadne späť na zem. Ak by ste rýchlosť odpalu ďalej zvyšovali (a nebrzdila vás atmosféra), dostrelili by ste postupne stále ďalej – do susedného štátu, na vedľajší kontinent, až by ste pri rýchlosti asi 8 km/s dosiahli stav, kedy už loptička nedokáže dopadnúť späť na zem – dostala by sa tak na svoju vlastnú obežnú dráhu okolo planéty.

Túto myšlienku sformuloval ako prvý Sir Isaac Newton už v roku 1728.

A.

Samotná družica je navrhnutá tak, aby vo vesmíre dokázala fungovať približne dva až tri roky, hoci môže vydržať aj dlhšie. Nakoniec však ako pravdepodobne prvé zlyhajú vnútorné batérie satelitu, ktoré sa denne až 16 krát nabijú a vybijú, pričom počet týchto nabíjacích cyklov je obmedzený na asi 10 000. Po tom, čo sa družica odmlčí, bude naďalej krúžiť okolo Zeme ako mŕtve teleso. Zbytková zemská atmosféra (pár molekúl na kilometer kubický) bude satelit naďalej veľmi pozvoľna brzdiť, čím bude satelit zároveň strácať na svojej výške. V priebehu dekády nakoniec klesne satelit pod 100 km do hustejších vrstiev atmosféry Zeme, kde prirodzene zhorí ako meteor.

A.

Priestor nad atmosférou Zeme je veľmi krutý. Panuje tam hlboké vákuum, teploty plávajú od -170 po +125 °C, nič Vás nechráni pred prudkým žiarením zo Slnka, vrátane nebezpečného röntgenového či UV žiarenia. Ani samotný štart rakety však nieje bez rizika. Družica musí v rakete prežiť nasledovné podmienky:

• - preťaženie 6 až 8,5 G
• - sínusové vibrácie o frekvencii okolo 100 Hz,
• - akustické vibrácie o sile až 131 dB,
• - stochastické otrasy a najmä rázové vlny o sile miestami až 1000 G (v okamihu separácie prvého raketového stupňa)

 
Ak raketa nevybuchne alebo inak nezlyhá pri umiestnení nákladu na orbitu, ak družica prežije drsný štart rakety, nezasekne sa vo vypúšťacom kontajneri, neupečie ju radiácia zo Slnka a netrafí ju ani mikrometeorit alebo iný kus vesmírneho odpadu, budeme s nádejou čakať, že jej signál zachytí niektorá z našich pozemných staníc.

A.

Družica je navrhnutá tak, aby prispela okrem technických a vedekých experimentov aj popularizácii výskumu vesmíru na Slovensku. Je vybavená viacerými experimentami. Palubnou kamerou bude družica snímať Zem a chceli by sme odfotiť aj Slovensko, resp. Strednú Európu. Pre širokú komunitu rádioamatérov bude možnosť naladiť sa na jej frekvenciu a vypočuť si jej vysielanie v morzeovke. Tiež bude možnosť poslať na družicu svoju vlastnú správu, ktorú družica následne zopakuje (degepeater) do celého sveta (resp. do tej oblasti, ktorú aktuálne prelietava). A do tretice bude na palube experiment pre príjem veľmi dlhých rádiových vĺn, ktoré vznikajú v zemskej atmosfére, ako i v hlbokom vesmíre. Sama družica je vsak cenný inžiniersky experiment.

A.

Hlavným vedeckým experimentom na družici skCUBE je tzv. VLF prijímač, ktorý bude slúžiť na príjem signálov v rozsahu frekvencií 3-30 kHz. Týmto "uchom“ budeme monitorovať rôzne udalosti, ktoré sa dejú v našej atmosfére a generujú veľmi zaujimavé a vcelku neprebádané signály. Zdrojom signálov sú zväčša tzv. nadoblačné blesky, ktoré generujú aj tzv. hvizdy. O výsledky tohto experimentu už prejavil záujem aj Ústav fyziky atmosféry Akadémie vied Českej republiky.

A.

Samotná kamera má rozlíšenie 750x480 px a fotí aj v drsných podmienkach vesmíru veľmi dobre, najmä vďaka malému šumu a kvalitnej optike. Prenos jednej takejto fotografie zo satelitu na Zem by v základnom pásme 437 MHz trval približne 3 minúty. V spolupráci s Katedrou telekomunikácií a multimédií Žilinskej univerzity sme však vyvinuli aj vysokorýchlostný prenos v pásme 2,4 GHz, vďaka čomu prenos fotky trvá iba 3 sekundy.

A.

Kedže sme družicu vyvíjali od základov sami, vzniklo množstvo inovácií, ktoré robia našu družicu naozaj jedinečnou. Jedná sa napríklad o nami vyvinutý sun-sensor, vysokorýchlostný prenos dát, či akčné cievky s malými hysteréznymi stratami. Podrobnejšie o inováciách sa dočítate tu.

A.

Hoci sen o vlastnej družici stál prakticky už pri založení SOSA v roku 2009, prvé kroky sme podnikli v roku 2011, kedy sme sa prihlásili k medzinárodnej iniciatíve QB50 a nadviazali partnerstvo so Žilinskou univerzitou. Prvé roky boli skôr o štúdiu podobných zahraničných projektov, formulovaní konceptu prvej slovenskej družice a diskutovaní možných riešení. Posledné tri roky sme na družici pracovali veľmi intenzívne, vznikali prvé komponenty, písali sme softvér (vrátane vlastného operačného systému RTOS). Posledný rok prebiehala integrácia do jednotného celku, ladenie softvéru a nakoniec záťažové testy družice. V januári 2016 bola dokončená družica predstavená slovenskej verejnosti.

A.

Okrem asi 20 technikov SOSA sa na projekte podieľali tri slovenské univerzity (Letecká fakulta Technickej univerizty v Košiciach, Elektrotechnická fakulta Žilinskej univerzity a Fakulta elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave), a asi dve desiatky slovenských technologických firiem – viď aj sekciu Partneri družice.

A.

Spočiatku sme vývoj družice financovali najmä z vlastných zdrojov. Až neskôr, keď sme už mali čo prezentovať, sa nám podarilo získať prostriedky aj z verejných zdrojov. Podporilo nás Ministerstvo dopravy a Ministerstvo školstva, vďaka čomu projekt nabral na obrátkach. Ďalšie financie sme získali vďaka crowdfundingovej kampani a najmä vďaka tomu, že sme navštívili desiatky slovenských technologických spoločností, ktorým sme predstavili projekt a mnohé z nich sa rozhodli ho podporiť finančne, alebo technológiami či dokonca prácou vlastných zamestnancov. Keď už bol vývoj ukončený a chýbali peniaze na štart samotnej rakety, rozhodol sa nás podporiť zo svojej rezervy aj predseda vlády. Sme veľmi vďační, že projekt presvedčil a mohol byť vďaka jednotlivým partnerom úspešne zrealizovaný. Presné čísla a informácie o financovaní nájdete aj tu.

A.

Družica skCUBE je jedinečná vo svojom návrhu a prevedení, preto ju nie je možné zakúpiť na trhu. Je pravda, že niektoré základné súčasti by sa v obchode zaobstarať dali, avšak v takom prípade by sme ako tím a v konečnom dôsledku aj ako Slovensko nezískali veľmi cenné skúsenosti a know-how s vývojom kompletného satelitu. Ak chceme na Slovensku vybudovať znalostnú ekonomiku, je určite lepšie vedieť vyrábať satelity "od piky", a nebyť závislý na zahraničných subdodávateľoch. O niektoré inovatívne komponenty družice (napríklad o náš sun-senzor) dokonca už cubesatshopy prejavili záujem a chceli by ich na svojich stránkach predávať.

A.

Dosky plošných spojov boli navrhnuté, vyrobené aj osadené na Slovensku, takisto aj skelet, mechanické časti družice, senzory a software. Družica bude taktiež po vypustení na obežnú dráhu riadená pozemnými stanicami na území Slovenska. Preto ju právom možno považovať za 100% slovenskú 🙂

A.

Veda, podobne ako umenie, je základným kultúrnym prejavom človeka. Z dlhodobého hľadiska je veda a výskum hlavným faktorom pokroku ľudstva. Výskum vesmíru a vývoj kozmických technológií je novým hospodárskym odvetvím, v ktorom majú aj slovenské firmy veľký potenciál. Okrem toho prinášajú tieto technológie pravidelne inovácie pre lepšiu kvalitu života. Mnoho ľudí používa satelitný navigačný systém GPS, pozerá satelitnú televíziu, sleduje predpoveď počasia vďaka meteorologickým družiciam. Vo vesmíre však prebieha aj výskum nových liekov, lepších materiálov a podobne. Sme presvedčení, že Slovensku veľmi pomôže postupné budovanie vedomostnej ekonomiky, ktorej prirodzenou súčasťou je aj vesmírny sektor. A práve projekt prvej slovenskej družice pomohol presvedčiť ministra školstva o potrebe vstupu Slovenska do Európskej vesmírnej agentúry (ESA), za ktorý sme v SOSA tak dlho bojovali. Vďaka tomu sa môžu teraz vedecké a univerzitné tímy a najmä slovenské firmy, konečne zapojiť do projektov ESA a budovať svoje vlastné know-how v oblasti kozmických technológií.

A.

Veríme, že áno! Už teraz majú naši inžinieri kopec nápadov na pokračovanie projektu. Nasledujúca družica by mohla byť väčšia, možno by sme mohli spraviť spoločnú česko-slovenskú alebo stredoeurópsku družicu. Možností je veľa, a získané skúsenosti by sme veľmi radi využili pre ďalší rozvoj slovenskej kozmonautiky. Držme si teda palce! 🙂