|
Početak ovogodišnje školske godine na Univerzitetu u Beogradu je doneo nekoliko iznenađenja. Prvi put u modernoj istoriji, na tehničke fakultete u Beogradu se prijavilo manje studenata nego što su kapaciteti fakultetâ. Kada sam se ja pre 20 godina upisivao, bila je tolika navalica na Tehniku da su gusta sita prijemnih ispita morala da odbace u proseku 2/3 kandidata. Ako se tome doda da mnoge odseke na, recimo, nekada prestižnom Prirodno–matematičkom fakultetu (PMF) pohađa samo po nekoliko studenata, dobijamo tužnu sliku naše tehničke, tehnološke pa i intelektualne budućnosti. Zato mi je izgledalo kao SF kada sam lani pročitao da su studenti u Evropi ne samo planirali već i uspešno lansirali nekoliko mikrosatelita u orbitu! O čemu se radi? Šta su to mikrosateliti? Šta je uopšte najmanje što leti po kosmosu a funkcioniše?
Telekomunikacioni sateliti su veliki, teški i po nekoliko tona. I vrlo skupi, jer je cena u direktnoj funkciji težine koju raketa treba da digne u orbitu. Zato su počeli da se prave neuporedivo manji i lakši sateliti, koji često dospevaju u orbitu uz neki veći satelit. Prema težini, možemo da ih podelimo na sledeće kategorije: ► minisateliti (minisat) – 500 kg, ► mikrosateliti (microsat) – 100 kg, ► nanosateliti (nanosat) – 10 kg, ► pikosateliti (picosat) – 1 kg i manje. Dakle, najmanji su pikosateliti. Oni su toliko mali i jeftini, da se često šalju da rade zajedno, u formacijama ili tzv. „rojevima“. Kao primarni teret najčešće nose svega jedan do dva naučna instrumenta, a nekoliko njih ima čak i svoj sopstveni pogon; CubeSat „Illinois Observing Nanosatellite (ION)“ projektovan na tom univerzitetu koristio je male jonske mlaznike za kontrolu putanje. Neretko se dešava da nekoliko takvih satelita bude smešteno u neki uslovno rečeno veći komunikacioni satelit–nosač (i oni su u klasi mikrosatelita), uz čiju pomoć bivaju odnešeni u orbitu. Jedan od najčešćih vrsta pikosatelita su oni koji nose zajedničko ime CubeSat i za čiju ideju su najzaslužniji inženjeri sa Univerziteta Stanford. Ime su dobili po tome što su im dimenzije najčešće 10×10 ×10 cm i teški su oko 1 kilograma. Ovi mali ali snažni sateliti su doneli svojevrsnu revoluciju u istraživanju vasione i često ih po tom pitanju upoređuju sa ekspanzijom personalnih kompjutera (PC) ovde na Zemlji. Njihovi zadaci su najčešće takvi da se upotreba većih satelita ne isplati ili je nemoguća, kao što su:
► Prikupljanje podataka sa više pozicija, ► Mreža za komunikaciju slabog intenziteta informacija, ► Inspekcija većih satelita. Pokazali su se dobri za sisteme globalnog pozicioniranja (GPS), naučna (i vojna) osmatranja, prikupljanja raznih podataka, bežičnu komunikaciju i sl. Kada ih čovek pogleda, izgledaju „k‘o šaka jada“... i to je dobro. Nema velikih i skupih letilica, ogromnih solarnih panela, nema basnoslovne elektronike i ostalih skupih i modernih delova. Zbog svega toga, pogodni su za sve one koji nemaju beskonačne budžete, kao npr. đaci i studenti, što je glavni razlog što ih trenutno ima na tuce u orbiti, a mnogi već čekaju na svoj red za lansiranje. Ako bi smo zavirili unutra, videli bi smo da se u CubeSatu nalaze strujna kola iz običnih svima dostupnih prodavnica, u formi poznatih mikroprocesora, modemskih portova i sličnih uređaja koji svakodnevno viđamo u mobilnim telefonima, digitalnim kamerama ili ručnim globalnim satelitskim navigacionim (GPS) uređajima. Globalna strategija Naravno, Amerikanci su bili prvi koji su shvatili da će ova napredna tehnologija imati budućnost. Oni su još 2003. godine održali u Juti XVIII Konferenciju o malim satelitima, gde su se složili da treba stvoriti globalnu mrežu univerziteta i privatnih preduzetnika koji će pružati prednost ovoj tehnologiji. Zato ne treba da čudi što preko 60% svih participacija za ovaj projekat potiče baš iz USA. Već krajem juna 2003., uz pomoć ruske rakete–nosača (bivše sovjetske balističke rakete SS–19) tipa „Rockot“ sa kosmodroma u Plesetsku u orbitu je dignuto prvih 6 CubeSat–elita. Čitav posao je logistički nadgledao nemački „Eurockot Launch Services GmbH“ iz Bremena. Potom je u oktobru 2005. sa istog kosmodroma raketa Kosmos-3M odnela tokom misije „SSETI Express“ 3 nova satelita ovog tipa, nemački UWE-1, japanski XI–5 i norveški Ncube–2. Ove, 2006. godine, samo je jedan CubeSat uspešno otišao u vasionu: bio je to japanski CUTE-1.7, lansiran 21. februara. U julu je bilo planirano da 14 malih satelita sastavljenih na 10 univerziteta bude izbačeno u orbitu na visinu od nekih 300 km, ali se ruska balistička raketa „Dnepr“ nesrećno srušila prilikom odvajanja prvog stepena. Nijedan satelit nije „preživeo“. Ovim projektom su rukovodili ljudi sa kalifornijskog politehničkog univerziteta (Cal–Poly). Najnovija misija spejs šatla „Discovery“ STS–116/12A.1 je kao sekundarni teret ponela 3 ovakva satelita Američke pomorske akademije u Annapolisu, iz Merylanda – „STP–RAFT–1“ („Space Test Program–Radar Fence Transponder“), „MarsCom“ i „ANDE“. Sva tri su izbačeni u kosmos komandama iz kabine 20. decembra. O njihovim počecima možda je najkompetentniji da nešto kaže Robert Twiggs, profesor i konsultant Odelenja za aeronautiku i asronautiku na Univerzitetu Stanford, i pionir u razvoju malih satelita: „Kada smo otpočeli sa ovim, pomislio sam da bi bilo dobro da saradnja bude na što široj bazi“ izjavio je. „Vrlo sam srećan da do sada sve ide ka tom cilju.“ Twiggsova pažnja je usmerena ka razvoju, lansiranju i funkcionisanju malih, ekonomičnih orbitera, i na pokazivanju i dokazivanju izvodljivosti minijaturizacije u kosmičkim eksperimentima i opravdanost misija sa ovim satelitima male cene. Dobre stvare tek dolaze CubeSat može da se napravi za manje od $25.000, mada se prosečna cena između $30.000 i $40.000 još uvek može smatrati bagatelnom. Tome treba dodati i cenu lansiranja, koja se kreće oko $40.000. U brošurama koje dele proizvođači ovih satelita piše da će lansiranje ovih satelita uvek biti „na vreme i ispod cene koju predviđa budžet.“ Mada mnogi prigovaraju svrsishodnosti ovog projekta, Wiggs nema dileme. „Korist je u edukaciji đaka i studenata. Elektronika napreduje sve više ... efikasnost solarnih ćelija raste ... i za neku godinu to će biti vrlo sposobni mali sateliti. Ubeđen sam da dobre stvari tek dolaze,“ ubeđen je Twiggs. Komercijalizacija CubeSat–eliti nisu sastavljeni od skupih delova kao NASA–ine letilice. „Koristimo sve što možemo da nađemo,“ kaže Twiggs. „Ako imate puno raspoloživog prostora da sve stavite unutra, ne vodite mnogo računa o njemu. Ovo je izazov za nas. Morate debelo da razmišljate pre nego što sastavite jedan CubeSat.“ Ključni model za pravljenje ovakvih uređaja je „COTS“ pristup – Commercial Off-The-Shelf – kupovina jeftinih komponenti. „Mislim da je to pravi pristup,“ savetuje Twiggs. Sa svega par desetina dolara možete nabaviti uređaje koji mogu da vam obave isti posao kao i oni mega–dolarski. Pošto je u pitanju nova industrija, „mi nismo sigurni kako će stvari funkcionisati, pa smo manje koncentrisani na ustaljene puteve rešavanja problema,“ kaže Michael Swartwout, profesor asistent mašinskog inženjeringa na vašingtonskom univerzitetu u Sent Louisu, u Missouriju. „konačno možemo da se oslonimo samo na našu snagu ... i entuzijazam.“ Sloboda greške Velika prednost u kojoj se nalaze pomenuti univerziteti je u tome što sebi mogu da dozvole i „pokvarljive“ sisteme, konstatuje Swartwout. Zapravo, tri od šest CubeSata odnešenih u orbitu tokom 2003. godini ili nikada nije proradilo ili su funkcionisali jako kratko. „Greške u eksperimentima su osnovni elemenat rada na fakultetima, i sa te pozicije, pokvaren satelit ne mora neminovno da znači i propalu misiju,“ veselo kaže Swartwout. On je objasnio da fantastična redukcija u veličini i ceni elektronike čini mogućim „slobodne“ satelite koji će da funkcionišu samo nedulju dana, ali da njihova mala cena i kratak razvojni ciklus čine njihovo lansiranje i rad i dalje isplativim. Kalifornijski politehnički državni univerzitet (Cal–Poly ) u San Luis Obispu predstavlja glavni pogon za proizvodnju CubeSat, a predvođen je profesorom Jordi Puig-Suarijem sa „Cal–Poly Aerospace Engineeringa“. Tu su i drugi proizvođači: SpaceDev, Aero Astro i Surrey Satellite Technology Ltd. Aprila 2003. godine Cal–Poly je otvorio i prvu prodavnicu malih satelita tipa CubeSat. To je bila odlična prilika da se okupe proizvođaći iz Amerike i ostatka sveta i razgovaraju o još većem smanjenju cena i vremena proizvodnje, kao i o tome kako da povećaju broj satelita u vasioni i podignu broj lansiranja. Jedan od načina da se smanje cene i poveća ritam lasiranja videli su u zaobilaženju skupih usluga u Americi, te su se okrenuli ka „konkuretnima“, Rusiji, i njenim nosećim raketama. Pošto su po međunarodnom sporazumu Rusi redukovali svoje strateške snage, ostalo je mnogo balističkih interkontinentalnih raketa koje uz odgovarajuću prepravku lako (i jeftino) mogu da ponesu koristan teret u orbitu. Učenje gradnje Cal–Poly je takođe mesto za „pakovanje“ satelita, P–POD. Svi fakulteti uključeni u CubeSat program šalju svoje letilice Fakultet je osnovan još 1901. godine. Od 20 koliko je imao na osnivanju, danas ima oko 18.000 studenata. Imaju 26 postdiplomskih programa. Preko 81.000 donatora svake godine sakupu oko $265 miliona, što ih svrsatava u 10% naj u USA.u San Luis Obispo gde ih studenti Cal–Polyja pre pakovanja testiraju, a onda ih transportuju na lansirnu rampu. Do sada je zapakovano pet setova P–POD–ova, koji su upakovali male satelite u letilice za nošenje. Timove koji učestvuju u svemu ovome čine studenti sa 40 do 50 univerziteta i svi oni uče i učestvuju u procesu sastavljanja ovih sićušnih uređaja. Što se tiče tehnologije gradnje, Twiggs smatra da nema problema. Mikrotrasteri su već sada u mogućnosti da pokreću svemirsku letilicu ovog tipa slobodno kroz prostor. Nova solarna i radio tehnologija svakim danom napreduje, čineći CubeSat sve produktivnijim. „A šta tek reći za procesore. Svaki put kad lansiramo neki satelit gore, on ima veću snagu upakovanu u manji prostor,“ kaže Twiggs. Kao PC? Sigurno je da CubeSat–elite čeka velika budućnost. Sigurno je da su mogućnosti velike i raznovrsne, a razmišlja se i o njihovom integrisanju u program Međunarodne svemirske stanice (ISS). Oni bi mogli da prikupljaju biološke ili hardverske podatke, a potom da budu izbačene van i pomoću padobrana budu spušteni na Zemlju. Ima predloga da se i na orbitu oko Marsa postavi mreža malih satelita, koji će služiti kao releji i omogućiti neprestano održavanje veze sa glavnim sateilitom ili roverom na tlu. Da to nije samo pusta želja, pokazuju i dostignuća japanskih inženjera, koji su planirali da već sledećeg leta u pravcu Meseca pošalju letilicu „SELENE“ (SELenological and ENgineering Explorer), prvi veliki Mesečev istraživač Japanske svemirske agencije JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). Ona će sobom poneti i dva osmougaona mikrosatelita, koja će lansirati po ulasku u Mesečevu orbitu. „Verujem da će sa CubeSat biti kao i sa kompjuterima ... kada ih sastavljate, nemate pojma šta će na kraju ispasti s tom kutijom, kao ni kako će proći na tržištu. Ali to je jako cool, i jednostavno moraš da kupiš jedan takav,“ zaključuje Twiggs. (21.07.2008.)
|
|
