MRC-100
(Rovat: Hazai kutatóhelyek és űripar, Korszerű oktatás - 2021.12.01 06:15.)

Készül az újabb pikoműhold a BME-n!

Elsőnek a SMOG-P hagyta el a földi légteret, mely picinysége ellenére (5 cm-es kocka) világelsőként működőképesnek bizonyult. Ezt követte a SMOG-1, mely elődjével azonos méretű, és jelen cikk írásakor is még a világűrben aktívan teszi a dolgát.

A SMOG-P-vel egy időben hagyta el légterünket az ATL-1. Kétszeres méretű (5 × 5 × 10 cm) kis műhold, szintén a BME-n készült, és kifogástalan volt a működése. Különlegessége, hogy magáncég megrendelésére készült, a megrendelő saját kísérletét helyezte el a fedélzetén. Így már háromra emelkedett a Műegyetemen készült, küldetésüket kifogástalanul teljesítő pikoműholdak (PocketQube, PQ) száma. Egyetemi környezetben, oktatási keretbe ágyazott megvalósításuk egy-egy önálló történet.

Ebbe a nem szokványos folyamatba illeszkedik az MRC-100 is.

A SMOG-1 folytatása: SMOG-2?

Az előrelépéshez, egy következő műhold fejlesztéséhez alapvető követelmény a megvalósításhoz szükséges feltételek biztosítása. Az egyetemi környezet adott, és ezen keresztül a tudásbázis is, mely döntően az előző műholdfejlesztések során alakul ki. Ez igaz az emberi tudásra és a cserélődő hallgatói bázisra is. Más a helyzet az anyagi háttér esetében. Ebben változatlanul a szponzorok játszanak meghatározó szerepet, természetesen az alapot az egyetemi környezetet adja. A szponzorok megnyeréséhez olyan kutatási programot kell találni, mely megnyitja a zsebeket. Az előző, sikeres küldetésekből jól látszott, hogy a továbblépés egyik útja a kis műholdak helyzetstabilizálása az űrben. Ennek megvalósulása esetén fedélzetre kerülhetnek olyan kísérletek/mérések, melyek alapfeltétele a Földhöz viszonyított stabil helyzet. Átgondolva a megvalósítás hardverigényét, világossá vált, hogy a SMOG-2-nek legalább 3PQ méretűnek (5 × 5 × 15 cm) kell lenni. A nagyobb felület 8 db napcella elhelyezését teszi lehetővé, és ezzel elegendő energiát biztosít a fedélzeti fogyasztók (vizsgálatok) számára. Félretettük a régóta tervezgetett, és időben hátrább tolt kinyitható napelemszárnyakat, mint energianövelő megoldást. A Külgazdasági és Külügyminisztérium (KKM) támogatásával sikerült a helyzetstabilizációhoz szükséges Helmholz-ketrec beszerzése, mely új perspektívát jelent a mágneses elvet használó stabilizáló rendszer fejlesztésében. Kevés európai egyetem rendelkezik ilyen az eszközzel.

(Kép: Ferronato)

Az „utasok”

A nagyobb méret lehetővé teszi, hogy a fedélzetre helyezzünk további kísérleteket. A mágneses elvet használó helyzetstabilizálás megkívánja a műhold helyzetének pontos ismeretét. Az alegység Herman Tibor vezetésével készül. Ehhez a fedélzeten a Föld és a Nap helyzetét érzékelő szenzorok elhelyezése szükséges. Az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Csillagászati Intézetében dolgozó, a GRBAlpha műhold fejlesztésében kitűnőre vizsgázott Pál András vezette kutatócsoport segítségével készül az alegység, mely „megmondja” a központi számítógépnek a műhold Földhöz viszonyított helyzetét. Ennek alapján dönt a számítógép, hogy a 3D elrendezésű elektromágnesek melyik tekercsét gerjessze.

Mindhárom előző kicsinknél nyitott kérdés maradt az alegységek tartalékra kapcsolásának oka. Feltehetően a kozmikus sugárzás váltotta ki ezeket. A Géczy Gábor által fejlesztett új típusú kísérleti sugárzásmérő a műholdakat ért teljes dózist mérte az eddigi küldetésekben. Erre az adatra a továbbiakban is szükségünk lesz. Az eszköz továbbfejlesztett változata a 27G-Technology startup segítségével készül, ami hasznos adatokat fog szolgáltatni a következő műholdgenerációk számára. A Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológia Kar Fizikai Intézetében Battistig Gábor, a Villamosmérnöki Tanszék vezetőjének irányításával készülő műszer képes lesz azonnal jelezni, ha nagy intenzitású beütés éri a műholdat. A projektet támogatja a Debreceni Egyetem DE SPACE programja.

A H-Ion Kft. Temesi Ottó vezetésével több mérést készít elő. Folytatják az ATL-1-en végzett szigetelőanyag-vizsgálatot. A kozmikus sugárzás áramkörökre veszélyes romboló hatását is csökkenteni szeretnék egy speciális árnyékoló hatású anyag felhasználásával. Az S-sávú adó hőelvezetésnek kialakításában is fontos szerepük van. A felsorolt „utasokon” kívül a műhold alapszolgáltatása lesz: kétutas telemetria 437 MHz-en, S-sávú (2200 MHz) nagy sebességű adatátvitelre alkalmas adó, fedélzeti számítógép, energiaellátás és -tárolás.

Szponzorok keresése

Nagyon nehezen sikerül elismertetnünk a Föld körüli térség ember keltette elektromágneses szennyezettségének létét. Méréseink ESA körökben nem arattak elismerést. Igaz, a PQ méretű műholdak életképességét, azonosíthatóságát is megkérdőjelezték. A műholdjainkról érkező adatok nyilvánosak voltak, és az azokból készült térképet is megismerhette mindenki. A közel nyolcvan megfigyelő döntő többsége rádióamatőr volt. Őket rendkívüli módon érdekelte, hogy mit sugárzunk a világűrbe. Tanácsukra jutottunk el az USA-ban lévő ARDC alapítványhoz (Amateur Radio Digital Communication). Felkeltettük érdeklődésüket. Biztatásukra pályázatot nyújtottunk be szélesebb spektrumban egy 3PQ méretű műholddal végzendő vizsgálatra. Nagyon meg kellett gondolnunk, hogy milyen támogatási formát kérünk. Végül a legegyszerűbben lebonyolíthatót kértük: egy 3PQ start kifizetését. Ez 60 ezer eurót jelentett (kb. 22 millió forint). A döntés viszonylag gyorsan, számunkra kedvezően, megszületett. A hosszabb időt, közel egy évet annak bizonyítása jelentette, hogy a pályázatot benyújtó Műegyetemi Rádio Club – rövidítve: MRC – nem élvez semmilyen kormánytámogatást (Non-Governmental Organization). Majd kisebb magyarázkodás után sikerült megértetni, hogy a pénzt nem Magyarországra, hanem egyenesen az általunk jól ismert startelőkészítőhöz, a skóciai Alba Orbitalhoz küldjék. Sikerült, szerződést kötöttek a mi „bőrünkre”, egy éves megvalósulással. Lett egy starthelyünk, jövő év (2022) végére, feltehetően a SpaceX (Elon Musk) egyik rakétájára. Az időpontot a támogatást adó alapítvány határozta meg. Még ráadásként a fedélzetre kerül egy spektrumanalizátor is. Ez olyan frekvenciatartományban fog mérni, ahol ezt a három elődje nem tette.

Ki kell emelnünk a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Villamosmérnöki és Informatikai Karától (VIK) és a KKM-től kapott jelentős támogatást, melyek nélkül megvalósíthatatlanok lennének kis műholdjaink.

Az MRC-100 születése

Az ARDC alapítványtól kapott támogatás megerősítette a rádióamatőr tevékenységhez való szorosabb kapcsolódás igényét. A nyertes a Műegyetemi Rádió Club (MRC), mely tényt a műhold nevének és azonosítójának is tükrözni illik. 2024-ben lesz 100 éves klubunk. Az elődeinknek a hazai és nemzetközi híradástechnika/rádióamatőr mozgalom fejlesztésében kifejtett munkáját tisztelve, megszületett az MRC-100 név. Hívójele HA5MRC lesz. Reméljük, hogy a készülő műhold már (még?) az évfordulót is kifogástalan állapotban fogja köszönteni. A SMOG-2 egy lépéssel hátrébb került a sorban. További újdonság lesz az elektroszmog-szennyezés megfigyelésének nyitottsága. A rádióamatőrök közvetlenül kérhetnek adatot/mért spektrumot a felettük átvonuló műholdtól.

A járvány hatása a konstrukciókra

Furcsa helyzet alakult ki. Az eddigi áramkörfejlesztéseknél a felhasználásra kerülő alkatrészt a tervező választotta. A vírus megváltoztatta a helyzetet. Napjainkban a piacon éppen kapható, esetleg raktárakban elfekvő alkatrészek határozzák meg a konstrukciót. Gyakori egy-egy alkatrész vásárlásánál a 40–50 hetes szállítási határidő, ami számunkra elfogadhatatlan. Napjainkban mindennapos a különböző GPS vevők tömeges felhasználása. Ezek nélkül nehezen tudnánk megtalálni a tervezett földi célunkat. Más a helyzet a világűrben helymeghatározásra alkalmas típusokkal. Ezek vásárlása hosszadalmas folyamatot igényel, melyben bizonyítani kell, hogy pl. nem rakéták irányítására akarjuk felhasználni. Köszönhetően a H-Ion Kft.-től kapott anyagi és adminisztratív segítségnek, lesz megfelelő GPS vevő az MRC-100 fedélzetén.

A megvalósítás emberi erő háttere

A már folyamatban lévő fejlesztés műszaki irányítója az előző fejlesztéseinkben kitűnőre vizsgázott Dudás Levente, aki az MRC elnöke is. Mellette a régiek közül Hödl Emilre, Szülő Ádámra is sok munka hárul. Természetesen a fejlesztés hallgatók bevonásával történik. A 2021-es tudományos diákköri (TDK) pályázatok díjazottjai között is több, a kis műholdak fejlesztésében dolgozó hallgatót találunk: Miklós Barnabás, Nagy Dominik, Püspöki Péter.

A leírtakból reményeim szerint kiderül: a kihívás nagy. Reméljük a sikert, keményen dolgozunk is érte. Ez bizonyítani fogja a PQ méretű műholdak létjogosultságát, előnyét, melyek a következők: gyors és olcsó megvalósítás, valamint alkalmasságuk a különböző kutatási területek, mérések befogadására.

Dr. Gschwindt András
(projektvezető)