Pár nap múlva indul az első magyar műhold

A bűvos kockánál alig nagyobb szerkezet elindulása nagy előrelépés lesz Magyarország űrtevékenységében. Miért jó egy saját tervezésű műhold egy kis országnak?

Startra kész a Vega hordozórakéta

A hordozórakéta tetején, az orrkúpba szerelve várakozik a startra az első magyar műhold az Európai Űrügynökség francia-guyanai űrközpontjában. A legutóbbi tervek szerint február 13-án Föld körüli pályára állhat az űreszköz.

Tízcentis szerkezet

A budapesti Műegyetemen készülét Masat-1 egy úgynevezett pikoszatellit, ebbe a csoportba igen apró műholdak tartoznak. (Az űreszköz neve a magyar és a szatellit kifejezések kezdőbetűiből származik.) A műhold 10x10x10 centiméteres, de ekkora méretben is megvalósítható a nagy méretű műholdak összes alapfunkciója, mindössze egy kilogramm tömegkorláttal. A Masat-1 oldalait összesen 1-2 Wattot termelő napelemek borítják, ezek látják el energiával a műszereket. Az összes vezérlési, szabályozási és adatgyűjtési feladatot mikroszámítógépek végzik. Ilyen kis méretben komoly feladat a rendszert úgy összeállítani, hogy az kibírja a szélsőséges hőingadozást, a világűr hidegét, a vákuumot, a sugárzást és a hordozórakéta rázkódásait, gyorsulását. Komoly feladat továbbá a műhold és a földi vezérlőállomás közötti megbízható kommunikáció biztosítása.

Az első magyar műhold, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) két villamoskari tanszéke, az Elektronikus Eszközök Tanszék és a Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, valamint a BME Űrkutató Csoportja hallgatóinak, doktoranduszainak és oktatóinak összefogásával, szponzori támogatással született meg. A műholdat a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen (BME) fejlesztették az oktatási, illetve demonstrációs célokat szolgáló CubeSat program keretében.

A műhold a pályára állás után a saját állapotára és környezetére vonatkozó adatokat fog gyűjteni, amiket a BME-s csapat által erre a célra kialakított földi vevőállomásra továbbít. A földi állomás központi vezérlőjének a Mérnöktovábbképző Intézet ad otthont, míg az antennarendszer a BME "E" épületének tetején kapott helyet.

Tájékozódás a mágneses erővonalakkal

A műhold fedélzetén egy fél-aktív mágneses stabilizáló rendszert is elhelyeztek, amelynek segítségével a Földről távirányítással lehet a Masat-1 helyzetét befolyásolni. A műhold az utolsó rakétafokozatról leválva pörögni kezdhet, mozgását tehát szabályozni kell. Ezért elhelyeztek rajta egy állandó mágnest, amelynek köszönhetően az egész műhold egy iránytű viselkedéséhez hasonlóan a Föld mágneses erővonalai felé billen. A billegés csillapítását aktív elektromágnesekkel és passszív módon is megoldották a fejlesztők. Amennyiben sikerül a műhold térbeli helyzetének irányítása, akkor a következő magyar műholdakon már akár fényképek készítésére vagy irányított antennák használatára is lehetőség lesz. A műhold a rádióamatőr-sávban fogja sugározni telemetria jeleit. A Nemzeti Hírközlési Hatóság, valamint a Magyar Rádióamatőr Szövetség engedélyezése szerint HA5MASAT lesz a hívójele.

 

A Vega hordozórakéta összeszerelése (ESA)

Az ilyen CubeSat típusú pikoműholdak oktatási célú programokban, technológia kísérletekre és demonstrációs célokra használhatók. Ugródeszkát jelentenek a nagyobb, komolyabb űrszondák elkészítéséhez, melyek alkalmasak lehetnek új technológiák költséghatékony kipróbálására vagy akár tudományos kísérletek elvégzésére is.

Mennyire nehéz műholdat építeni?

Horváth Gyula, a Masat-1 projektmenedzsere az [origo]-nak elmondta, hogy a műhold elkészítésének ötlete öt évvel ezelőtt vetődött fel. "2007 derekán rendeztek Magyarországon egy űripari konferenciát, ahol egy akkori hallgatóm meglátta a lengyelek hasonló méretű kisműholdját, és bejött hozzám utána, megkérdezvén, mi lenne, ha mi is fejlesztenénk egy ilyen úgynevezett CubeSatot" - mondta Horváth. A Műegyetemen már közel 40 éves tapasztalat gyűlt össze az űrkutatásban a BME Űrkutató Csoport jóvoltából, így két villamoskari tanszék, az Elektronikus Eszközök Tanszéke és a Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék, valamint az Űrkutató Csoport összefogásával megkezdődött Magyarország első műholdjának fejlesztése.

Horváth Gyula elmondta, hogy először egy elég nagy csapatot toboroztak, és közel 50 fővel kezdték meg a külön "esti kurzusokat", hogy megpróbálják felzárkóztatni a diákokat és magukat is a mai űrtechnológiai trendekhez. Ahogy arra számítottak, nagy volt a lemorzsolódás, de végül 12-15 lelkes és képzett hallgató maradt - ma ők alkotják a csapat magját.

A fejlesztés során már a koncepció megalkotása és a tervezés során előkerültek a nehézségek. Nagy kihívást jelentett a munka, hiszen minden alrendszert és áramkört, minden szoftvert ők fejlesztettek ki. A legnagyobb problémát az anyagi források előteremtése jelentette. A szponzorok az alkatrészek egy részét támogatásként adták, vagy anyagi fedezetet nyújtottak ezek beszerzésére, a részegységek gyártatására. A munkát a fejlesztésbe a csapattagok tették bele ellentételezés nélkül - a Masat-1 kifejlesztése megközelítőleg 56000 mérnökórát vett igénybe.

Az egyik legnehezebb lépés a felbocsátás, mivel ez a rész nem a Masat-1 csapatán múlik. A startot, azaz egy hely leszervezését egy hordozórakétán 2-3 évvel előbb el kell kezdeni, ami egy indiai hordozórakétára (PSLV) történt, mondta Horváth Gyula. Az Európai Űrügynökség (ESA) Vega rakétájára a lehetőség csak 2011 októberében bontakozott ki. Rendkívül rövid idő állt rendelkezésre, hogy ennek az ajánlatnak meg tudjanak felelni - cserébe egy korábbi időpontban lehet pályára állítani Magyarország első műholdját.

 

A Masat-1 útja a Föld körül és kommunikációja a földi állomással (AGI)

Mire jó egy műhold?

Magyarország már több külföldi űrprogramban is közreműködött részegységek készítésével, most azonban pályára állhat az első teljesen hazai készítésű műhold is. A Masat-1 építése során nyert tapasztalatokat az űrkutatásba visszaforgatva a költségek sokszorosát profitálhatja az ország - állítják a szakemberek. Az űrkutatás és a hozzá kapcsolódó technológia ugyanis minden országban húzóágazatnak számít, mert más technológiák fejlődését vonja maga után. Magyarország remélhetőleg hamarosan csatlakozik az Európai Űrügynökséghez (ESA), és az ott zajló munkából üzletileg is kiveheti a magyar szaktudásnak megfelelő részt.

 

Starthoz készítik a Vega hordozórakétát (ESA, Corvaja)

A Masat-1 a legtöbb hasznot a felbocsátása után hozza majd Magyarországnak. Horváth Gyula elmondta, hogy a programmal hazánk további tapasztalatot és referenciát szerez űrtechnológiákkal megvalósított fedélzeti számítógép, kommunikáció és tápellátó rendszer fejlesztésében, valamint komplett műholdszerkezetek tervezésében, gyártásában és üzemeltetésében. A megszerzett tapasztalatok nemcsak a nagy hozzáadott értékkel rendelkező űriparban kamatoztathatók, hanem a többi iparágban (pl. autóipar, elektronikai ipar) is.

Az ESA-csatlakozás után új lehetőségek nyílnak meg a magyar űrtevékenységgel foglalkozó szakemberek előtt. Egyrészt a tagdíj több mint 90%-ban visszapályázható, másrészt az ESA évente 4 milliárd eurót pályáztat nagyprojektekre. Magyarországon ma közel 40 műhely dolgozik ezen a területen, így lenne kapacitás ezekben a projektekben részt venni, és akár drága külföldi megrendeléseket teljesíteni.

A magyar műhold építése arra is nagyszerű példa, hogyan lehet számos hazai cég és az egyetemi szektor közötti együttműködés keretében olyan technológiai újításokat megalkotni, amelyek egyaránt kapcsolódnak a felsőoktatáshoz és a tudományos kutatáshoz.Az együttműködések keretében a Masat-1 bizonyos rendszereinek tesztjeit és a rázópados vizsgálatokat a projekt partnerei, támogatói végzik. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kara a fejlesztéshez szükséges műszereket, eszközöket és laboratóriumi helyiségeket biztosítja. A CAD-Terv Mérnöki Kft. pedig a Masat-1 szerkezetének mechanikai terveit és a gyártáshoz szükséges mérnöki támogatást adja. A program további támogatóinak listája a cubesat.bme.hu honalpon olvasható.

Egész műholdflottának készülnek alkatrészek Magyarországon

Noha a Masat-1 lesz az első, teljesen magyar készítésű műhold, sok egyéb űreszköz-részegységet terveztek és gyártottak le hazánkban. A magyar BHE Bonn Hungary cég egy egész műholdflotta számára készíthet fontos fedélzeti berendezéseket. Az első úgynevezett digitális modulátor a VesselSat-1 fedélzetén 2011 októberében startolt, a flotta többi tagja folyamatosan indul a következő időszakban. 

Solymosi János, a cég űrtechnológiai igazgatója az [origo]-nak elmondta, hogy az űrszakma nagyon bizalmi elvű szakma, sokszorosan kell bizonyítani a rátermettséget, a megbízhatóságot és a magas szintű tudást, mire valaki lehetőséget kap, hogy bekerüljön egy űrprogramba. "Hosszú évek óta dolgozunk a műholdas technológiák területén. Sikerült sok komoly referenciát begyűjtenünk, és kiépíteni a megfelelő infrastruktúrát, ami  meggyőző ahhoz, hogy fontos programokba is beválasszanak bennünket. Ez nemcsak cégünknek, hanem az egész magyar űrszakmának is elismerés" - mondta a szakember.

Solymosi János - BHE Bonn Hungary

Solymosi elmondta, hogy a megrendelések komoly bevételeket hoznak, és fejleszteni, fejlődni csak ezek birtokában lehet. Emellett újabb referenciákat nyújtanak, ami a további megbízások alapja. Ezzel elindul egy pozitív, önmagát gerjesztő fejlődési spirál. "Nehéz ismeretlenül, név nélkül, referenciák nélkül betörni ebbe a szakmába. Ez egy zárt elitklub, a már bent lévők sem szívesen fogadják az új jövevényt, mert nagy a kenyérféltés" - tette hozzá.

Solymosi szerint Magyarország kifejezetten versenyképes ebben a témakörben a környező országokhoz képest. "Itthon - egyedüliként a térségben - szinte a teljes vertikum magas szinten rendelkezésre áll. Lehetséges, hogy ne csak néhány alkatrészt vagy részegységet gyártsunk, hanem akár egy egész rendszert is. A jövedelmezőség pedig a rendszer komplexitásának a függvényében exponenciálisan nő" - mondta. Azaz egy komplett műholdat elkészíteni sokkal magasabb hozzáadott értéket és magasabb jövedelmezőséget eredményez, mintha csak ugyanannak a műholdnak az összes alkatrészét készítenék el.

Nézze meg közelről a Masat-1-et!

Február 14-től a Masat-1 ikerpéldánya megtekinthető a Kreatív Magyarország - Mérnöki Tudás - múlt, jelen, jövő című kiállításon a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem aulájában.

A 2012. február 20-ig megrendezett kiállításon általános- és középiskolás diákok számára is vonzó műszaki érdekességek lesznek láthatók. Játszhatnak szimulációs játékot a HaXSon egyik informatikai elemén, megtekinthetik a Masat1-et és próbára tehetik a NASA holdjárójához készített magyar intelligens robotot. A kiállításon olyan érdekességeket is kiállítanak, mint a híres Ford T-Modell egyik megmaradt példányát (melyet Galamb József tervezett) vagy magyar hídmaketteket.

Cím: 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.
Időpont: 2012. február 14-től 20-ig
Nyitva tartás: nyitónapon 12-18 óráig, hétköznapokon 8-18 óráig, hétvégén 9-14 óráig.