Postępy projektu ESEO

0

Na początku 2008 roku projekt ESEO (European Student Earth Orbiter) został wstrzymany na niecały rok. Głównym powodem była przedłużająca się realizacja – osiem lat zajęło projektowi dojście do przeglądu Preliminary Design Review kończącego wstępny etap projektowania. Satelita był również bardzo skomplikowany jak na projekt edukacyjny, istniało duże ryzyko usterki i tym samym niepowodzenia misji.

Europejska Agencja Kosmiczna postanowiła zrezygnować z prowadzenia ESEO przez SSETI (Student Space Education and Technology Initiative). Został przeprowadzony przetarg na prywatnego kontraktora który wygrała firma Carlo Gavazzi Space.

CGS jest największą włoską firmą sektora kosmicznego, na swoim koncie ma pięć w pełni przez siebie zbudowanych małych satelitów, oraz kilka platform. Firma specjalizuje się w elektronice, systemach stabilizacji i zasilaniu. Liczy ponad 100 osób, ma rozlokowane oddziały w kilku miastach we Włoszech, a jej główną siedzibą jest Mediolan.

Umowa została podpisana 27-go listopada 2008. Zawiera przeprowadzenie projektu przez fazę B2, C/D (analiza wykonalności, projekt, budowa, testy i integracja) oraz wsparcie kampanii startu.

W skład nowego ESEO wszedł UCT (University Coordination Team) ze strony CGS zajmujący się zarządzaniem projektem, 22 studenckie zespoły pod opieką profesorów z macierzystych uczelni oraz dwa zespoły z organizacji AMSAT. Większość głównych zespołów pochodzi z tych samych uniwersytetów jak z czasów SSETI. Nowością jest opieka profesorów, którzy dbają o płynną rotację osób przychodzących i odchodzących z zespołów oraz nadzorują terminowość i jakość wykonywanych zadań. Opiekunowie raz na pół roku biorą udział w spotkaniach organizowanych przez CGS.

Od momentu zmiany kontraktora projekt bardzo się zmienił. Sformułowano nowe cele ESEO, którymi oprócz edukacji uczestniczących w nim studentów są:

  • zrobienie zdjęć Ziemi
  • pomiar promieniowania na orbicie okołoziemskiej
  • przetestowanie nowych technologii dla przyszłych projektów edukacyjnych

W skład payload’u ESEO wejdzie mikrokamera, która realizować będzie cel pierwszy, Langmuir Data Probe i TriTel odpowiedzialne za pomiar promieniowania oraz Reaction Wheel i Star Tracker jako ładunek technologiczny. W skład payload’u wchodzi również C Band Beacon, który w fazie rozszerzonej misji nadawać będzie sygnał możliwy do odebrania przez radioamatorów z organizacji AMSAT.

Wystrzelenie ESEO planowane jest w 2012 roku w czasie jednego z lotów kwalifikacyjnych nowej europejskiej rakiety Vega. ESEO prawdopodobnie poleci jako payload zapasowy (drugorzędny). Start nastąpi z Gujany Francuskiej. Satelita zostanie umieszczony na orbicie słonecznie synchronicznej na wysokości ok. 700 km o takich parametrach, aby pod wpływem oporu aerodynamicznego stopniowo obniżać swoją orbitę i spłonąć po 25 latach w atmosferze.

Stacje naziemne są umieszczone w Technische Universität München (Niemcy) oraz w Massey University (Nowa Zelandia).

Obecne ESEO ma wymiary 800x800x800 mm i waży około 100 kg. Stabilizowany jest za pomocą systemu stabilizacji wewnętrznej, poprzez trzy cewki magnetyczne i jedno koło zamachowe. Informacje o położeniu dostarczają Sun Sensory, rozlokowane po jednym na każdej ściance oraz magnetometr. Zasilanie jest dostarczane dzięki fotoogniwom słonecznym umieszczonym na czterech ściankach ESEO.

Zespoły ESEO są po kilku warsztatach i przeglądach. Pierwszy warsztat (Concurrent Design Facility Workshop) po zmianie kontraktora odbył się w grudniu 2008 roku w ESTEC. Przyjrzano się zmianom względem wcześniejszej wersji ESEO, stworzono między innymi pierwszy budżet masy i mocy oraz powstała pierwsza wersja konfiguracji.

W kwietniu odbył się Mission Definition Review, a w sierpniu System Requirements Review. Od czerwca do października odbyły się kilkutygodniowe staże w biurze CGS w Benevento, w których uczestniczyli studenci z zespołów zajmujących się strukturą, konfiguracją, zasilaniem i komputerem pokładowym.

Obecnie ESEO przechodzi kolejne duże zmiany. Po przeglądzie SRR ESA zgłosiła obiekcje do sposobu redundancji komputera pokładowego i komputera stabilizacji. Przedstawione rozwiązanie zakładało redundancję pasywną, natomiast standardy ESA wymagają redundancji aktywnej. Spełnienie tego wymagania wiąże się z dużym wzrostem zapotrzebowania na moc, z którą ESEO miało problemy od początku zmiany kontraktora.

Początkowo satelita miał wymiary 600x600x600 mm i cierpiał na deficyt mocy, którego nie udało się zmniejszyć poprzez redukcję zapotrzebowania podsystemów. Wolna powierzchnia na ściankach była zbyt mała aby pomieścić dodatkową liczbę fotoogniw, które zlikwidowałyby deficyt. Postanowiono zatem powiększyć strukturę ESEO do maksymalnych wymiarów na jakie pozwala launcher – 800x800x800 mm. Zlikwidowano w ten sposób deficyt, ale po zmianie metody redundancji zapotrzebowanie na moc znów wzrosło.

Aby rozwiązać problem raz na zawsze CGS zdecydowało się zastosować ryzykowne rozwiązanie – otwierane panele słoneczne. Pociąga to za sobą wiele zmian. System stabilizacji zostanie prawdopodobnie wyposażony w dodatkowe koła zamachowe, aby przez okres obiegu orbity ESEO był prostopadle zorientowany panelami słonecznymi w kierunku słońca, natomiast na czas robienia przez kamerę zdjęcia będzie zmieniał swoją orientację. Panele spowodują zmiany w strukturze satelity, którą trzeba będzie zwęzić oraz w całej konfiguracji.

Przegląd Preliminary Design Review zapowiadany jest na środek lutego. W projekcie bierze udział 5 zespołów z Polski, stawiając nasz kraj na pierwszym miejscu pod względem liczby zespołów:

  • CONF Team- konfiguracja mechaniczna satelity
  • OPER Team- sterowanie satelitą i opracowanie planu misji
  • OBDH Team- stworzenie komputera pokładowego
  • MCC Team- konfiguracja programu SCOS, stworzenie Mission Control Centre
  • TMTCM Team- stworzenie podsystemu komunikacji

Jarosław Jaworski
koordynator ESEO CONF

Redakcja kosmonauty serdecznie dziękuje panu Jarosławowi Jaworskiemu za przesłany artykuł.

Na bieżąco można także śledzić i komentować projekt na forum astro4u.net

Schematy studenckiego satelity ESEO / Credits: SKA, PW, Jarek  Jaworski

ESEO w dotychczasowych poszczególnych fazach ewolucji /  Credits: SKA, PW, Jarek Jaworski

Share.

Comments are closed.