SMOG-1 2015-ös TDK-k
A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen 2015. november 17-én megrendezett Tudományos Diákköri Konferencián (TDK) 2 előadás szólt a SMOG-1-ről. Ezen cikkben e két dolgozat összefoglalóját lehet elolvasni és az absztraktok végén linkek mutatnak a dolgozatok teljes anyagaira.
1. TDK dolgozat
SMOG-1 műhold központi energiaellátó rendszer és kísérleti doziméter tervezése
Szerző:
Géczy Gábor Villamosmérnöki szak, mesterképzés (MSc)
Díjazás: I.helyezés
Konzulens:
Dudás Levente, egyetemi tanársegéd, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
Absztrakt:
Dolgozatom témája a SMOG-1 nevű műhold központi energiaellátó rendszerének és a fedélzeti elektronikát érő teljes
ionizációs sugárzási dózist mérő kísérleti rendszerének megtervezése és megépítése.
Műholdunk küldetése az emberiség történetében először a világűrbe kijutó földfelszíni
forrású elektromágneses sugárzás vizsgálata a televízióadások frekvenciasávjában (470 – 860 MHz).
Előzetes magaslégköri ballonos kísérleteink alapján ebben a sávban jelentős feltérképezetlen
sugárzás hagyja el bolygónkat, amely az űrbe kijutva elektroszmogot képez. Mérési eredményeinket
az antenna tervezésben felhasználva minimalizálható ez a kisugárzott teljesítmény.
A SMOG-1 egy PocketQube szabvány méretű (50×50×50 mm) kísérleti kisműhold, amelynek
megtervezését és megépítését a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem hallgatói,
oktatói és külsős kutatók végzik hasonlóan a MASAT-1 építéséhez.
Egy PocketQube osztályú műhold új rekordot jelent az emberiség számára,
először mondhatnánk, hogy alkottunk egy olyan aktív űreszközt, amely elfér akár egy kabátzsebben.
Az űreszközök energiaellátó rendszere (EPS - Electrical Power System) kulcsfontosságú szerepet tölt
be életükben, hiszen energiaforrásuk (kevés saját forrású űreszköz kivételével) a Napból érkező
fény energiájára korlátozódik. Ebből az energiából kell fedezni a fedélzeten működtetett összes
eszköz, műszer és vezérlő áramkör fogyasztását, ezért az egyes alrendszerek fogyasztásának
minimalizálása és az energiaellátó rendszerek hatásfokának maximalizálása kulcsfontosságú kérdés.
Új műholdunk fedélzetén helyet foglal az elsődleges mérőrendszeren kívül egy további műszer,
amely az alacsony műholdpályán (LEO - Low Earth Orbit) keringő űreszközöket érő nagyenergiájú
részecskék teljes ionizációs sugárzási dózisának monitorozását teszi lehetővé. Dolgozatomban
a központi energiaellátó rendszer megtervezésének bemutatása mellett kitérek a doziméter egység ismertetésére is.
A teljes dolgozat:
SMOG-1 műhold központi energiaellátó rendszer és kísérleti doziméter tervezése TDK dolgozat (pdf)
2.TDK dolgozat
A SMOG-1 PocketQube műhold redundáns fedélzeti számítógépének hardver és szoftver fejlesztése
Szerzők:
Kristóf Timur, Villamosmérnöki szak, alapképzés (BSc)
Díjazás: Jutalom
Konzulens:
Dudás Levente, egyetemi tanársegéd, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
Absztrakt:
A PocketQube a CubeSat típusú műholdak egy új osztálya, amelyet a Morehead State
University és a Kentucky Space szabványosított. Fő jellemzője, hogy mérete nem
haladhatja meg az 5×5×5 centimétert, és tömege legfeljebb 180 gramm.
A SMOG―1 a MASAT―1, Magyarország első műholjának egyik utódprojektje.
Műholdunk, amely a már az újabb, kisebb méretű szabvány szerint készül a
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen a Villamosmérnöki és
Informatikai Kar és a Gépészmérnöki kar együttműködésével. A műhold elektronikáját
a Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék hallgatói tervezik és
valósítják meg. Jelenlegi terveink szerint 2015 decemberében várható a
mérnöki példány elkészülte. Ezt a példányt alapos tesztelésnek fogjuk
alávetni és a tesztek eredménye szerint fogjuk továbbfejleszteni. A mérnöki
példányt egy kvalifikációs és egy repülő (végleges) példány fogja követni.
Műholdunk fő küldetése az elektromágneses spektrum monitorozása Föld körüli
pályáról DVB-T sávban. Azt mérjük, hogy a földi műsorszóró tévéadók jele
milyen jelszinten vehető a világűrből. A küldetés legfontosabb eleme egy
folytonosan hangolható spektrumanalizátor, amely a műhold kommunikációs
rendszerének (COM) részét képezi. Ezt a spektrumanalizátort és a felbocsátásához
használt magaslégköri ballont Dudás Levente és a Mikrohullámú Távérzékelés
Laboratórium munkatársai készítették és már számos kísérleten bizonyított.
A spektrumanalizátoron kívül néhány egyéb kísérlet is fog még helyet kapni
a fedélzeten, többek között egy totáldózismérő RAD FET van tervbe véve.
Saját szerepem a műhold fedélzeti számítógépének és a rajta futó szoftver
tervezése. Dolgozatomban azt mutatom be, milyen szempontok szerint terveztem
és hogyan készült a SMOG―1 fedélzeti számítógépe (on-board computer, OBC).
Az OBC lesz az, ami a műhold többi részének működését vezérli és összehangolja.
Hardveres szempontból a fedélzeti számítógép áll egy ARM Cortex-M
architektúrájú mikrokontrollerből, hozzá kapcsolódó flash memóriából,
amelyet háttértárként használ és számos szenzorból (pl. gyorsulásmérő,
giroszkóp), amelyek a műhold „szeme és füle” lesznek. Perifériaként az
OBC-hez kapcsolódik több más rendszer, legfőképp a kommunikációs rendszer
(COM), amelynek része a spektrumanalizátor, valamint kapcsolódnak még az
OBC-hez az energiaellátó rendszerek is, amelyektől telemetria adatokat gyűjt.
Természetesen a nagy megbízhatóság érdekében mindegyik egységből kettő lesz a
fedélzeten, amelyek hideg redundanciával, egy-pont meghibásodásra méretezetten működnek.
Az OBC szoftverének az a feladata, hogy vezérelje a perifériákat, például
mérési adatokat gyűjtsön a szenzoroktól és spektrumanalizátortól, azokat
tárolja, valamint irányítsa a kommunikációt a földi állomással, amely egy
4.5 m-es parabola antennával fogja venni a SMOG―1 jeleit a BME „E” épület tetején.
A szoftver „event loop” felépítéssel valós időben fut.
A teljes dolgozat:
A SMOG-1 PocketQube műhold redundáns fedélzeti számítógépének hardver és szoftver fejlesztése TDK dolgozat (pdf)
Budapest 2015. december 7.
Hödl Emil Viktor
