Co je malé, je hezké. Platí to stále více i pro družice

Jan Kolář pro Technet.cz - Studenti Univerzity Jižní Kalifornie postavili malou družici, jejíž konstrukce vychází z koncepce "krychlových družic" neboli cubesatů. Svoji družici dali studenti jméno Aeneas po bájeslovném zakladateli římského národa.

Satelit Aeneas

To není dnes již nic výjimečného. Na desítkách univerzit na celém světě již postavením jednoduché konstrukce i vybavení krychlové družice získali studenti první praktické zkušenosti pro budoucí kariéru profesionálů v některém z oborů kosmonautiky.

Středeční sloupek

Vždy ve středu vychází na Technet.cz sloupek od jednoho z našich předních odborníků.

Pravidelně se zde budete setkávat s názory biochemika, bývalého předsedy Akademie věd a dnes předsedy Učené společnosti, Prof. RNDr. Václava Pačese, DrSc., neuropatologa MUDr. Františka Koukolíka, DrSc. a šéfa České kosmické kanceláře a specialisty na dálkový průzkum Země Doc. Ing. Jana Koláře, CSc.

Snaha o zmenšování družic má hlavně ekonomický důvod, zejména v dnešní ekonomicky ne příliš úspěšné době. Krychlové družice představují finančně efektivní způsob, jak zkoumat nové družicové koncepce a testovat nové možnosti jejich využití. To, co vyžaduje sto i více milionů dolarů na postavení velké družice a desítky milionů dolarů za vypuštění, lze v případě krychlových družic dosáhnout za řádově nižší cenu. Úsporu představuje jednodušší konstrukce družice i možnost přidat ji jako malý doplněk na raketu k hlavnímu nákladu.

Naplnění této koncepce však není snadné, protože to znamená přijít s inovačním řešením, jak na podstatně menším prostoru umístit všechny potřebné prostředky pro zajištění srovnatelných možností jako u běžných družic. Konkrétní podoba řešení závisí na plánovaném použití družice.

V případě družice Aeneas se univerzitní tým zaměřil na sledování námořní nákladní dopravy na otevřeném oceánu. Hlavními problémy v této souvislosti bylo vyvinout pro malou družici nástroj na její tříosou stabilizaci a zařídit osazení družice nutnou parabolickou anténou, která přesáhne velikost vlastního těla malé družice. Ani jeden prvek nebyl zatím u malých družic použit.

Jejich orientace je zpravidla udržována jen přibližně, pokud vůbec. V kladném případě jde o jednoosou stabilizaci kdy stanovená osa udržuje s jistou přesnosti směr na vybrané vesmírné těleso (Zemi, Slunce nebo jasnou hvězdu).

Řešení poskytly minigyroskopy, i když se objem krychlové družice musel navýšit o další moduly. Celkem je Aeneas sestaven ze tří standardních krychlí, které jsou uvnitř propojeny. Má tak tvar kvádru o rozměrech 10 × 10 × 30 cm s hmotností 3,7 kg.

Dalším prvkem, neobvyklým u malých družic, je parabolická anténa o průměru půl metru, která je potřebná pro přenos dostatečného objemu dat. Její unikátní konstrukce si vyžádala tři roky vývoje, než se dosáhlo jak požadovaného výkonu 1W na frekvenci 2,4 GHz, tak i velikosti ve složeném stavu ne větším než je bochník chleba.

O autorovi

Doc. Ing. Jan Kolář, CSc.

Vystudoval jadernou fyziku. Je průkopníkem využívání pozorování Země z družic a odborníkem na kosmonautiku.

Přednáší dálkový průzkum na Univerzitě Karlově. Založil a je ředitelem České kosmické kanceláře, která podporuje rozvoj kosmických aktivit a zapojení do mezinárodní spolupráce, především s Evropskou kosmickou agenturou.

Je členem správní rady Mezinárodní astronautické akademie IAA a odborné komise Mezinárodní astronautické federace IAF.

Družice Aeneas je první družici z kategorie malých, která sleduje pohyb objektů na zemském povrchu. Pohybuje se po oběžné dráze ve výšce 480 – 770 km, na kterou byla spolu s deseti dalšími malými družicemi vynesena v polovině září raketou Atlas V z kosmodromu Vandenberg v Kalifornii.

Tyto družice byly doplňkem k hlavnímu účelu startu, kterým bylo vypuštění dvou sledovacích družic vojenského námořnictva USA o celkové hmotnosti 6,5 tuny. Náklady na dopravu u čtyř malých družic sponzorovala NASA, u sedmi ostatních pak Národní organizace pro průzkum.

Není pochyb, že po schopnosti vyvinout a postavit malé družice bude ve světě všeobecně stále větší poptávka a že užívání malých a menších družic bude nahrazovat dosavadní koncepce stavby umělých družic.

V této souvislosti je škoda, že se u nás nepodařilo pokračovat ve vývoji vlastních družic Magion, které v osmdesátých a devadesátých letech patřily ve své kategorii ke světové špičce. Perspektivy ve využití této koncepce v budoucnu jsou dostatečným důvodem, aby se stavbě malých družic – alespoň v podobě studenských projektů – začala na technických univerzitách věnovat potřebná pozornost, motivovaná i odpovídající podporou ze strany státu.