Az űrmérnökök újabb generációjának oktatását is szolgálhatja majd a SMOG-1

A készülő második magyar műholddal két év múlva a hazai űrkutatás új fejezetét írhatják a fejlesztésben résztvevő BME-s szakemberek.

A Műegyetem második műholdjának térfogata a nyolcada lesz elődjéhez, a Masat-1-hez képest – hangsúlyozta Dudás Levente, a Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék tanársegéde, a SMOG-1 műholdprojekt műszaki vezetője. Hozzátette: „ez a méretcsökkenés azonban nem visszalépés, éppen ellenkezőleg: negyedakkora felületen negyedakkora energiamennyiséggel sokkal nehezebb bizonyos mérnöki kihívásoknak megfelelni”.

Dudás Levente mind a Masat-1, mind a SMOG-1 fejlesztésében a kezdetektől részt vett. Előbbi műhold repülése során olyan lehetőségek is felsejlettek, amelyekre az induláskor nem gondolhattak. „A Masat-1 fejlesztőcsapat tagjainak túlnyomó többsége időközben megragadta az ipari lehetőségeket” – mondta az oktató, hozzátéve, hogy az Európai Űrügynökséggel (angolul European Space Agency, ESA) együttműködésben ma már három egységnyi méretű CubeSat műholdat fejlesztenek, továbbá a szervezet műholdflottájához energiaellátó rendszert is készítenek.

A régi gárda elhagyta ugyan a Műegyetemet, de a projekt fényesen bizonyította létjogosultságát, a műholdfejlesztés továbbra is a távlati célok között szerepel. Napjainkra hárman maradtak az oktatásban: Gschwindt András, VIK Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék címzetes egyetemi docense, az egyetemi műholdprogramok vezetője, Dudás Levente, és Hödl Emil Viktor, a kar egykori diákja. Új hallgatói csapat alakult, azonban új nehézségekkel is meg kellett küzdeni. „Az egyetemi költségvetéshez jobban illeszkedik a nyolcadakkora térfogatú eszköz létrehozása, viszont míg az „első magyar műhold” hívószóra könnyen kinyíltak a szponzorok zsebei, a másodikra már nehezebben” – ecsetelte a kutató, hozzáfűzve: „de így is vannak támogatók, akik nem pénzzel segítenek, hanem az adott cég saját tevékenységi köréhez kapcsolódó tudással, esetleg technológiával, fejlesztőrendszerrel. A Bonn Hungary Elektronikai Kft.-hez például mehetünk a rakétaindításkor fellépő rázkódás tesztjének elvégzésére. Ha egy cégnek van infrastruktúrája, és tud gépidőt biztosítani számunkra, szintén nagyon hasznos a munkánkhoz”.

A közelmúlt nagyszabású fejlesztése közé tartozik a Műegyetem E épületének tetején elhelyezkedő, a Masat-1 követésére használt antennarendszer lecserélése, amely a Nemzeti Média- és Hírközlési Hatóság (NMHH), valamint a Nemzeti Hírközlési és Informatikai Tanács (NHIT) támogatásának köszönhetően valósult meg. A SMOG-1 lesugárzott teljesítménye a felülettel arányosan csökken, ezért érzékenyebb antennára volt szükség. A nagyobb, 4,5 m átmérőjű parabolaantennának jelentősebb szélterhelést kell elviselnie, mint elődjének. „A műhold képes a nyolc fokos ún. nyalábélességi szögön belül maradni, amit az antenna kifinomult forgatórendszere tesz lehetővé, így a többi alacsony pályás (300-1500 km magasságú) műhold követésére is alkalmas” – beszélt az eszköz teljesítményéről Dudás Levente. A kisműhold-vezérlőállomás jelenleg is működik, más holdak jeleit az érdeklődők folyamatosan követhetik egy erre a célra létrehozott weboldalon.

A SMOG-1 kisebb mérete ellenére többféle kísérlet megvalósításának lehet résztvevője. Az egyik ilyen a rádiófrekvenciás szmog mérése, azaz a Föld környezetének ember keltette elektromágneses szennyezésének (elektroszmog) vizsgálata a tv-adók sávjában: a legtöbb műhold vezérlését nagymértékben zavaró jelek forrásának földrajzi helyét, frekvencia-tartományát, intenzitását térképezi fel, ezáltal segítve az eszközök biztonságosabb irányítását, valamint azt, hogy a TV-adók jelsugárzása takarékosabbá váljon. A másodlagos kísérlet kulcsszereplője az a totál ionizáló dózismérő, amely az űreszközök elektronikáját károsító Nap ionizáló sugárzását méri. (A SMOG-1 pályájának fizikai élettartama kb. 22 év, az elektronikáját viszont mindössze három hónapra tervezték, ami elég a vizsgálatok elvégzésére.) Az eszköz harmadlagos kísérletével az űrszemétként töltött idő lesz kevesebb: a napelem oldalai alatt található mágneses integrált anyagok a Föld mágneses terével kölcsönhatásban mérséklik a mozgási energiamennyiséget a keringés során, így a pályaélettartam várhatóan két-három évre csökken. A légkörben megsemmisülő műhold ezáltal nem gyarapítja az egyre jelentősebb problémát okozó hulladékmennyiséget.

A SMOG-1 részben technológiai kísérlet, amelynek alapvető feladata a fedélzeti rendszerek (energiaellátás, fedélzeti számítógép, telemetriarendszer) üzemeltetésének biztosítása. Mindehhez oktatási célok is társulnak. „A tanszéken megszületik az ötlet és ebből – hosszas munka eredményeként – a prototípus” – fogalmazott Dudás Levente, hozzátéve, a kis méret valódi szakmai kihívásokat jelent: a csekély súly, az indításkor fellépő közel 20g gyorsulás, valamint a 120 Celsius-fokos különbségű (-40 +80 fok) ciklikus hőingás próbára teszi a műhold alkotóinak kreativitását. A hallgatók az energiaellátó és a kommunikációs rendszernek, valamint a fedélzeti számítógép részegységeinek a tervezéséért, egyúttal minősítő méréséért kapnak krediteket, diplomát. Ha a diák a BSc és az MSc tanulmányait is itt végzi, akkor 4-6 féléven keresztül van lehetősége a tanulmányi pontok begyűjtésére. „Jó ajánlólevél a munkaerőpiacon, ha valaki elmondhatja, hogy a második magyar műhold egy adott alrendszerének megalkotásában vett részt” – nyomatékosította a kutató, aki elárulta: „a szűkös költségvetés miatt teljesen kizárt, hogy űrminősített alkatrészekből építkezzenek. Mivel alacsony Föld körüli pályára kerül az eszköz, elegendőek a normál ipari, vagy kiterjesztett hőmérséklettartományú alkatrészek. A Masat-1 antennája mérőszalag volt, a SMOG-1-é kerékpár fékbowden lesz, utóbbi kiváló rugalmassági tulajdonsággal rendelkezik”.

A projekt egyik legkényesebb kérdése a felbocsátás. A zsebműholdak méretük miatt önmagukban nem számítanak kereskedelmi mennyiségnek, ezért a műegyetemi szakemberek az olasz G.A.U.S.S. Srl (Group of Astrodynamics for Use of Space System) UniSAT-7 műholdjának fejlesztői csapatához kapcsolódtak és egy megállapodás keretében aláírták a SMOG-1 startszerződését. Az UniSAT-7 olyan, 32 kg súlyú műhold, amely a saját kísérletei mellett pályára állít majd 8 zsebműholdat – köztük a tervek szerint a SMOG-1-et is. „Kettős starttal kell számolnunk: először a hordozórakéta indul, majd amikor az UniSAT-7 Föld körüli pályára áll, 24 órán belül a pikoműholdakat is kiengedi magából” – vázolta a kilövés forgatókönyvét a kutató.

Az UniSAT-7 fejlesztői először orosz rakétára próbáltak „feljutni”, de ez az orosz-ukrán konfliktus miatt meghiúsult. Több ajánlatkérés és lehetőség után a legfrissebb indítási időpont 2019 utolsó negyedéve és 2020 első negyedéve közé esik: a tervek arról szólnak, hogy Bajkonurból a Szojuz-2 rakétával történik a start, amelynek költségét – csaknem hatmillió forintot – a BME VIK állja.

„A 2019-es indulással csak az a baj, hogy nagyon későn lesz. A SMOG-1 fejlesztésében résztvevő diákok akkorára végzett mérnökök lesznek, így túlnyomó többségük már valószínűleg elhelyezkedik a munkaerőpiacon” – vélekedett Dudás Levente, hozzátéve: „ott tartunk, hogy lassan SMOG-2 fejlesztőcsapatot kell toboroznunk. Fontos kérdés még: ha a felbocsátott műholdon valamilyen hibajelenséget észlelünk, hogyan gyűjtsük össze konzultációra az eredeti teszteket végző és azóta már az iparban dolgozó kollégákat?”

Az indítások módosítása nem ritka jelenség a nagyobb műholdak esetében sem: a Masat-1-ét is több alkalommal elhalasztották. A munka eközben nem állhat meg, és a SMOG-1 csapat tisztában van azzal, hogy az aktuális fejlesztésekről időnként a szakma és a nagyközönség számára is hasznos beszámolni. „2008-ban az Európai Űrügynökséghez benyújtottunk egy pályázatot a Masat-1 startjának lehetőségére, de ezzel nem nyertünk, mert úgy ítélték meg, hogy nem vagyunk a megfelelő készültségi állapotban, így kikerültünk a VEGA-1, az Űrügynökség első, saját fejlesztésű rakétáján helyhez jutó műholdak köréből” – emlékezett a kutató, aki szerint viszont akkoriban nagyon hasznos volt, hogy folyamatosan szó esett a Masat-1-ről a konferenciákon és a médiában. A szakember elmesélte: „három év múlva teljesen váratlanul jött egy telefonhívás az ESA-tól. A VEGA-1 fejlesztése két és fél évet késett, és mivel a fedélzetére szánt műholdak közül sem készült el mindegyik, azt az ajánlatot kaptuk: ha egy hónapon belül tudunk működő műholdat szállítani, akkor ingyen startunk van a rakétán”.

A magyar zsebműhold történelmet írhat. „A világon több fejlesztői csapat is dolgozik különböző rendeltetésű kisműholdakon, de eddig a SMOG-1-gyel azonos méretű űreszközből napjainkban csak egyetlen kering a Föld körül: a németek által készített WREN, amely ugyan eljutott az kozmoszba, de nem ad „életjeleket”. Ha a SMOG-1 startja sikerrel jár, az első ténylegesen működő zsebműhold jeleit foghatja és elemezheti a világ szakmai közönsége” – összegezte a projekt jelentőségét Dudás Levente.

HA - GI

Fotó: Philip János