|
Tek nas pedeset godina dijeli od početka svemirske ere i "Sputnjika 1" U Zemljinoj orbiti. Tada su dvije supersile (SAD i ex SSSR) upregnule sve svoje intelektualne i materijalne resurse kako bi u svemir lansirale "kutijicu" čiji su osnovni elementi bili kućište, predajnik signala i napajanje. Danas studenti i srednjoškolci diljem svijeta imaju priliku stvoriti i lansirati svoje vlastite (male) satelite po cijeni polovnog automobila. U ovom članku obraditi ćemo problematiku satelita mase ispod 1000kg koji su dostupni zemljama i institucijama koje zapravo i nemaju astronautičku infrastrukturu poput Hrvatske!
Računalna revolucija i prateći proces minijaturizacije u proteklih petnajstak godina omogućili su nekada neslućene mogućnosti u arhitekturi gradnje svemirskih letjelica. Nezgrapna računala koja su korišćena tijekom misija "Apollo" slabije su procesorske snage nego i najsporije kućno računalo iz 1995. godine a bila su višestruko veća i masivnija!
S druge strane iznimno veliki razvojni, lansirni i operativni troškovi pri upotrebi velikih satelita dovela su znanstvenike na "sporedni" kolosjek. Sagraditi male a učinkovite satelite znatno skromnijih troškovnika. Usporedo s time otvorile su se mogućnosti pristupa svemirskom dobu i malim zemljama bez astronautičkih kapaciteta pa čak i pojedinim instucijama koje su dovoljno odvažne za takav pothvat. Unazad nekoliko godina veći broj fakulteta iz Rusije, Kine, Europe, SAD-a i drugdje aktivno je uključilo svoje studente u više ili manje ambiciozne projekte izrade malih i "još manjih" satelita. O kakvim se to satelitima točno radi te poradi razumijevanja terminologije "malih" satelita donosimo tablicu njihove kategorizacije prema masi. U daljnjem tekstu sve satelite mase ispod 1000kg nazivati ćemo niskobuđetni sateliti.
Tablica 1. Kategorizacija satelita prema masi. Suvremeni sateliti iskorištavaju velika ulaganja u informatičko-elektroničke komponente robe široke potrošnje. Pojedinačne komponente iz računala, digitalnih fotoaparata, mobitela, radio primo-predajnika i dr. omogućavaju njihove niske cijene uz visoku pouzdanost i dugi vijek trajanja. Niskobuđetni sateliti (zasad) nemogu izvoditi broj i obim zadataka poput velikih satelita, no znanstvenici (ali i vojne strukture!) kalkuliraju sa "magičnim" odnosom 80:10, što znači 80% mogućnosti za 10% cijene koštanja velikih satelita. Postavivši stanje stvari na taj način preskupi sateliti odjednom postaju znatno privlačniji i isplativiji projekti.
Niskobuđetni sateliti dakle nisu milijarde dolara vrijedni sustavi već letjelice zavidnih performansi skromnog buđeta čija se cijena svakog dana sve više smanjuje. U sklopu razmišljanja o niskobuđetnim satelitima valja napomenuti i postojanje GAS programa (Get Away Special), posebnih kontejnera cilindričnog oblika (visine 80cm, promjera 50cm, zapremine 0,14m3 ukupne mase do 90kg) koji se po načelu "kada za njih ima mjesta" lansiraju u sklopu misija američkog "space shuttle"-a.
Dosad je lansirano gotovo četiristotinjak takvih kontejnera čiji sadržaj popunjavaju eksperimenti studenata kako američkih tako i kanadskih te europskih fakulteta.
Maleni sateliti Maleni sateliti imaju masu od 500 do 1000kg, a za njihovo projektiranje, izradu i lansiranje potrebno je oko 2-3 godine rada. Cijena ovakvih sustava je u rangu oko 30-50 milijuna USD, ili i više ovisno o vrsti i namjeni letjelice. Međuplanetarne letjelice ne svrstavamo u ovu kategoriju.
Mini sateliti Mini sateliti su mase od 100 do 500kg, a vrijeme od projektiranja do lansiranja procjenjuje se na oko 1-2 godine s troškovnikom koji ne premašuje 30 milijuna USD. Njihova masa još uvijek omogućava gotovo potpuni znanstveni (i vojni) kapacitet ali sa ograničenim brojem instrumenata.
Mikro sateliti Njihova masa kreće se između 10 – 100kg, a cijena ovakvih letjelica varira od 1 do 10 milijuna USD. Vrijeme potrebno od ideje do operativnog satelita u orbiti je manje od godine dana. Danas postoji veći broj takvih letjelica a kao jedan od ambicioznijih astronomskih projekata svakako treba spomenuti DST (Dobson Space Telescope) s masom od svega 83kg.
Nano sateliti Veoma mali i financijski nezahtjevni sustavi čija je masa u rasponu od 1 – 10kg a ukupni troškovnik ovakvog projekta reda je veličine od nekoliko desetaka tisuća pa do milijun USD. Vrijeme od početka rada na projektu pa do lansiranja satelita cijeni se na nekoliko mjeseci. Vodeće svjetske aeronautičke i zrakoplovne tvrtke te svemirske agencije nude gotova konstrukcijska riješenja u koja studenti inkorporiraju vlastite elektroničke i druge komponente.
Piko sateliti Masa od 0,1 do 1kg. Cijena koštanja cijelog projekta kreće se od par tisuća pa do najviše 50.000 USD. Od početne ideje do lansiranja letjelice potrebno je svega par mjeseci. Radi se o eksperimentalnim letjelicama čiju je namjenu potrebno dobro osmisliti obzirom na ograničenja mase (čitaj, cijene koštanja). U zadnjih par godina upravo piko i nano sateliti doživljavaju pravu malu revoluciju konstrukcije i primjene.
Minijaturizacija u elektronici i informatici načinila je dakle pravu malu revoluciju u svemirskim tehnologijama. Čak su se i pojedine države poput Argentine ili Nigerije, konzervativnog Irana te presiromašne i ratom poharane Etiopije i pored protivljenja oporbe pa i dijelova vladajućih stranaka odlučile investirati nekoliko milijuna USD kako bi svoje znanstvenike i studente približile svemirskim tehnologijama i omogućile da kvaliteni mladi kadar ostane u zemlji radeći na samim granicama današnje tehnologije. Pojavu niskobuđetnih satelita, posebice nano i piko satelita, možemo predstaviti kao postojanje osobnih, kućnih, računala u odnosu na velike satelite koje bi mogli usporediti sa velikim računalnim sustavima. I jedne i druge očekuje veliki rast, kako u brojnosti tako i u mogućnostima uz konstantno smanjenje troškova i široku pristupačnost.
Kratko vrijeme potrebno za razvoj mikro, nano i piko satelita te njihova niska ukupna cijena i dobivanje rezultata u veoma kratkom vremenskom roku, iznimno su važne za odluku o ulasku u jedan takav projekt. S druge strane veliki sateliti, mase nerijetko i po nekoliko tona (ponekada i desetak, petnajstak tona!), imaju razvojni put i do desetak godina po cijeni od nekoliko stotina milijuna USD (ponekada i više od milijarde USD), što je za veliki broj zemalja –preskupo! Brži razvoj osigurava implementaciju najnovijih tehnologija. Primjerice cijeli je svijet prije samo par godina ostao zapanjen (ne)kvaliteom fotografija pristiglih sa Saturnova mjeseca Titana na koji se spustila Europska sonda Huygens, od svega 320x160 piksela. No u vrijeme projektiranja letjelice takva je kamera bila tehnološki vrh digitalne fotografije (danas fotoaparati sa kvalitetnim objektivima, senzorima od 5 ili više mega pixela, odličnim programskim algoritmima i gigabitnim memorijskim karticama jedva da dosežu cijenu od 1000kn!). U drugom pak slučaju, nanosatelit mase 6,5kg razvijen, proizveden i lansiran u samo godinu dana od strane Engleske tvrtke SSTL po cijeni manjoj od pola milijuna USD, imao je brži procesor od poznatog EnviSat-a čija je cijena bila preko dvije milijarde USD! Činjenica je kako niskobuđetni sateliti imaju umanjene mogućnosti primjene i kraći radni vijek ali im je cijena višestruko manja uz primjenu trenutno najsofisticiranije tehnologije čime nadoknađuju svoje kvalitativno-kvantitativne nedostatke.
Upotreba elektroničkih komponenti koje se koriste u aparatima i uređajima robe široke potrošnje omogućavaju ekstremno niske cijene komponenata (nije isto upotrijebiti jedan od milijardi proizvedenih čipova čija je cijena par USD ili ugraditi specijalno razvijeni čip koji u najboljem slučaju još ima jednog ili dva dvojnika koji se koriste u Zemaljskoj kopiji letjelice a čija je cijena razvoja bila stotinjak milijuna USD bez ikakve mogućnosti komercijalne primjene i refundacije troškova razvoja). Korisnici i konstruktori niskobuđetnih satelita Maleni sateliti te poneki mini sateliti postavljaju se u orbitu pomoću manjih raketnih lansera. Mikro, nano i piko sateliti uglavnom se lansiraju u skupinama (grozdovima) ili pojedinačno "autostopiraju" u velikim raketama nosačima ukoliko masa njihova glavnog tereta (satelita) ne prelazi dopuštenu maksimalnu lansirnu masu korisnog tereta. Rad na projektu mikro, nano i piko satelita temelji se na znanstvenoj i edukacijskoj osnovanosti te ekonomskoj računici i političkoj stvarnosti. Istovremeno imajući u vidu kako je svemirski program temeljen na velikim satelitima preskup i nerealan pristup malih zemalja ili pojedinačnih institucija u svemirska istraživanja. Zbog ograničenih proračunskih sredstava realno je pretpostaviti i koristiti komponente iz uređaja masovne proizvodnje, od kamera, odašiljača, procesora, memorijskih čipova, solarnih panela, baterija i dr.
Niskobuđetni sateliti načinjeni su na bazi slojevite konstrukcije sastavljene od strojno obrađenih aluminijskih ladica u kojima su smještene pojedinačne elektroničke komponente a sama nosiva struktura (također od aluminijskih profiliranih nosača veoma male mase) zajedno sa aluminijskom zaštitnom folijom te solarnim panelima daje dovoljnu zaštitu od radijacije i zahtjevnih temperaturnih varijacija koje vladaju u svemiru. Mehanički momentni zamašnjaci omogućavaju nadzor visine letjelice i njenu usmjerenost a potisnici električno zagrijanog plina omogućavaju dodatne korekcije orbitalnih parametara. Kao potporu niskobuđetnih misija svakako valja uračunati i mobilnu zemaljsku primopredajnu postaju sa kontrolnim centrom letjelice i svojevrsnim dvosmjernim serverom podataka kako se ne bi u cijelosti zavisilo od inostranih centara za komunikaciju sa satelitima. Ovdje je važno napomenuti kako se u taj dio projekta danas mogu uključiti i radioamateri sa svojim uređajima.
Koristeći "normalne" internet resurse umreženog svijeta jedan financijski nezahtjevan, mobilni svemirski kontrolni centar (u naravi dvije do tri potpune konfiguracije osobnoh računala sa adekvatnom programskom podrškom i ljudskom posadom smještenom u polovnom kombi vozilu) u stanju je osigurati 24/7/365 pokrivenost signala sa niskobuđetnog satelita. Iz kontrolnog centra se izdaju naredbe i vrši nadzor nad funkcioniranjem pojedinih komponenti letjelice te primaju podaci sa nje, obrađuju i dalje distribuiraju korisnicima, što sve ne zahtijeva neku specijalnu obučenost ljudstva a ni tehnološku ekskluzivnost. Ovisno o strukturi i namjeni niskobuđetnih satelita njihovi korisnici mogu biti edukacijske i znanstvene institucije, privatne tvrtke i pojedinci, vojne strukture, sigurnosne službe, organi državne uprave i samouprave i druge zainteresirane strane. Hrvatski svemirski kapaciteti Ne postoje! Nažalost ove dvije riječi najbolje ocrtavaju odnos naše države prema svemirskim istraživanjima. U bivšoj državi se poradi promidžbenih potreba sredinom osamdesetih baratalo sa ombanom kako Jugoslavija radi na izgradnji satelita "Tito" u suradnji sa Rusijom. No prava je istina kako se nikada nije napravio ni formalni projekt a kamo li ozbiljno razmišljalo o njemu. Takav je mentalitet ostao do danas. Čudi kako se niti pri vodećim sveučilišnim centrima, korporacijama ili MZOS-u o tome nikada nije niti raspravljalo a kamo li radilo barem na idejnim prijedlozima. Naši susjedi Slovenci su u sklopu jedne od misija ruskih Sojuza u svemir lansirali značku u znak sijećanja na tragično preminulog astronauta Vladimira M. Komarova.
Slobodno možemo reći kako je Hrvatska u svemirskim programima svijeta dosada zastupljena samo zahvaljujući pojedincima ili astronomskim društvima i to u vidu digitalnih zapisa imena i poruke koje se nalaze pohranjene na cd ili dvd medijima na letjelicama poput Stardust-a, Mars Exploration Rovera, Deep Impact, Roseta, Hayabusa, Mars Phoenix Lender i New Horizons. Dakle skup binarnih podataka iz Hrvatske danas putuje na nekoliko letjelica svemirskim prostranstvima, a oba rovera na Marsu (Spirit i Opportunity) također imaju nekoliko digitaliziranih "hrvatskih" potpisa. U sklopu manifestacije znanstvene fantastike "Istrakon" u Pazinu svake se godine održava dio događanja koje "pokriva" Istarska svemirska agencija, jedna neprofesionalna udruga građana (potpuno neopravdano) nosi naziv Hrvatska svemirska agencija no ni jedni ni drugi nemaju zapravo nikakve veze sa stvarnim nastojanjima ulaska Hrvatske u astronautičke programe. Svojevremeno je bilo i diletantskih pokušaja koje je inicirao Puljanin dr. Dražen M. Premate kako bi Slovenija, Hrvatska i Srbija dobile mjesto za edukacijske eksperimente u GAS programu američkih raketoplana ali sve je ostalo samo na naslovnicama žutog tiska bez ikakve realne šanse da se nešto toga tipa i realizira.
Ne postoji nikakav vladin ured za svemirska istraživanja, nikakav odsjek pri sveučilištima za aeronautiku, a ni programi društvenih ili privatnih tvrtki u tom smislu. Iole vrijedna spomena su rasprave na hrvatskoj usnet grupi hr.sci.astronomija (nekada hr.fido.astronomija) o mogućnostima slanja "nečega" iz hrvatske u svemir iako sa potpuno oprečnim mišljenjima o cijeloj problematici. I to je sve o onome što ne postoji u "Hrvatskom svemirskom programu". S druge strane ima nešto što postoji! Znanje educiranih mladih ljudi željni novih, smionih, pothvata! Mi smo pri Astronomskoj udruzi Vidulini nakon tematskih sastanaka i razmišljanja tijekom proteklih godina došli do nekoliko zaključaka;
Zbog nedostatka financijskih sredstava tijekom ljetnih edukacijskih programa "cLARKe" 2005. i 2006., iako planirani, nisu u cijelosti održani programi radionica na temu izgradnje funkcionalnih modela piko satelita i nano rovera, no ljudi i iskustva sakupljena. Inicijativa za pokretanje Hrvatskog aeronautičkog i svemirskog programa (CASP) Jedan od prvih koraka za pokretanje CASP-a je svakako izrada i prezentacija "Inicijative" u kojoj se ukratko definiraju potrebe i zadaci te mogućnosti CASP-a. Sadržaj "Inicijative" sastaviti će se do kraja ove godine i putem medija predstaviti javnosti zajedno sa pratećim predavanjem uz ppt-prezentaciju. U sklopu Inicijative dati će se i prijedlog naziva te izraditi logo buduće svemirske agencije. Plan i program CASP za razdoblje 2007.-2012. Svaki program mora imati jasno razrađene i definirane planove i vremensku artikulaciju istih, pa tako i CASP. U ovom trenutku smatramo kako je realno izraditi plan i program rada za narednih nekoliko godina u kojem bi se formulirali ciljevi i zadaci koje je potrebno ostvariti. Najznačajniji od njih je institucionaliziranje CASP-a, njegova medijska i financijska potpora te najvažnije – slanje prvog Hrvatskog piko, odnosno nano satelita u Zemljinu orbitu te sudjelovanje naših studenata i institucija u programima drugih svemirskih agencija makar i na simboličnom nivou. Institucionaliziranje CASP-a Skup arhaičnih nastojanja pojedinaca ili institucija treba objediniti u jednu formalnu instituciju bilo da se radi o udruzi građana ili prema našim razmišljanjima o tvrtci koja bi imala za cilj provođenje programa CASP. U tom smislu nužno je postići konsenzus zainteresiranih stranaka te riješiti pravni status CASP-a. Ostvarivanje kontakata sa svemirskim agencijama Rusije, Europe, Kine i SAD-a U današnjem svijetu mnoge su svemirske agencije otvorene za suradnju sa zemljama i institucijama koje do sada nisu iskoračile u svemirske tehnologije. Prema našim razmišljanjima prvi korak u tom smislu je institucionaliziranje CASP-a i ostvarivanje kontakata sa ambasadama domicilnih država svemirskih agencija poput RSA, ESA, NASA.. Nakon toga prilazi se konkretnim projektima na kvalitetnim osnovama sa podrškom našeg MVP. Funkcionalni prototipovi CASP nano i piko satelita Kako bi se prikupio dovoljan broj ljudi, znanja i iskustava potrebito je izraditi funkcionalne prototipove nano i piko satelita. Dio ovog posla odraditi će se putem edukacijsko-znanstvenih radionica cLARKe ali i drugih programa. Medijska potpora CASP-u Program bez medijske potpore uzaludan je u realnim uvjetima koji vladaju u RH. Potrebito je osigurati kvalitetna mjesečna izvješća za medije i aktivno sudjelovati u stvaranju javnog mišljenja kako bi se zadobilo povjerenje i podrška javnosti za CASP. U tom smislu treba osigurati svojevrsni "news-room" CASP-a. Medijska izvješća nisu jedini zadatak medijske potpore programu, u nju ulaze i male stvari poput prikladnih ljetnih majca, razglednica, umjetničkih radova ili pak izložaba modela svemirskih brodova, konferencije i razne druge stvari. Dakako, zasebne, ažurirane, web stranice CASP-a se podrazumijevaju Financijska podrška CASP-a Nikakav ulaz u svemirsko doba nije moguće ostvariti bez adekvatne financijske podrške programu. Kvalitetno predstavljanje CASP-a državnim i privatnim ustanovama i tvrtkama te agitiranje na nužnost i potrebu uz obostrani interes sudjelovanja u ovakvom projektu ključ su za dobivanje nužnih financijskih sredstava. Prvi hrvatski nano ili piko satelit Razmišljanja o prvom hrvatskom nano ili piko satelitu treba ozbiljno formulirati. Zasigurno je najisplativije krenuti sa razmišljanjima o piko satelitu mase do 1kg. Njega je najjednostavnije projektirati izraditi i lansirati. Valja razmišljati o letjelici modularne konstrukcije dimenzija rešetkaste aluminijske konstrukcije 100x100x100mm koja će se sastojati od slijedećih modula;
Svakako bi bilo krajnje interesantno u projekt uključiti školsku i studentsku (ali i drugu) populaciju na način da se kao sastavni dio pikosatelita uključi postavljane cd-medija sa imenima i prezimenima te porukom svakog zainteresiranog učenika/studenta/građanina RH koji bi se prikupljali putem zasebnog formulara na web stranicama CASP-a. Svi koji sudjeluju dobili bi elektroničko priznanje/zahvalnicu za sudjelovanje u projektu prvog hrvatskog (piko) satelita koje bi onda samo isprintali. Slične kampanje poduzimaju zadnje vrijeme svemirske agencije prilikom slanja međupranetarnih sondi a u tim projektima ima i hrvatskih imena. Zaključak Slijedom napisanog, uz znanje i iskustvo sakupljeno tijekom vremena smatramo kako je realna opcija stvaranja CASP-a i lansiranja prvog hrvatskog piko satelita. U narednim mjesecima rada na ovom programu detaljno će se izraditi neophodni materijali i realizirati početne akcije programa. Nadalje, smatramo kako CASP ima prvenstveno veliku edukacijsku vrijednost te da će njegova realizacija s vremenom pokrenuti uspavanu Hrvatsku na put svemirskih tehnologija. Svakako valja istaknuti i veliki medijski i tehnološki značaj projekta za Hrvatsku, uz realno nezahtjevan financijski proračun.
Što će se zaista realizirati, kako i kamo će CASP krenuti nakon 2012. godine ostaje na nama samima. Bude li interesa kroz desetak godina nano roveri na Mjesecu mogli bi nositi hrvatsku zastavu. Naiđe li CASP na nepremostive političke i/ili financijske probleme ostati ćemo u rangu zemalja poput Albanije ili Bangladeša a naši će studenti i dalje preko ljeta raditi i zarađivati kao konobari poslužujući mlade aeronautičare drugih zemalja dok ljetuju u predivnoj zemlji koju su možda po prvi puta vidjeli na fotografiji snimljenojj mikrokamerom vlastitog pikosatelita u Zemljinoj orbiti po cijeni polovnog automobila. Zapravo, ne krenemo li sada nećemo biti niti u rangu Bangladeša, oni imaju svoju svemirsku agenciju još od 1980. godine (Space Research and Remote Sensing Organization - SPARRSO)! Zaključak se, čini se, nameće sam po sebi!?!
(24.06.2008.)
|
|
