E-St@r Uydusu

 Ruha USLU, TA2IRU
 11 Şubat 2012

İncelenen uydunun adı E-St@r ve bir küp uydu standardında. Şimdi hızlıca uydunun genel bilgilerine bir göz atalım.

Uydunun çağdı işareti olarak ESTAR-1 belirlenmiş.

Çıkış gücünün 650 mW olduğuna bakarsak, 70-90 derece arası dikey geçişte UHF el telsizi kullanarak bile bir sertifika kapabilmek mümkün.

Uydu adı: E-St@R
Çağrı İşareti: ESTAR-I
Ülke: İtalya
Ağırlık: 961 Gr.
Ebatlar: 10 x 10 x10 cm.
Organizasyon: Politecnico Di Torino
Frekans: 437.445 MHz.
Çıkış Gücü: 650 mW, dipol anten ile.
Modülasyon: AFSK 1200 bps.

httpv://www.youtube.com/watch?v=6AeDZga8yuU

Video-1. Vacuum Chamber odacığı testleri.

Yukarıdaki videoda görülen vakum odasında yaratılan yapay uzay ortamında; uydu gövdesi üzerinde sarılı bulunan esnek şerit metal antenlerin açılımı test edilirken görülmekte. Uçuş öncesi gövde yapısının, optik sistemlerin, bataryaların, anten sistemlerinin ve kart bileşenlerin davranışını gözlemlemek amaçlı yapılan bu test, uydu için en önemli test adımlarından birini oluşturmakta.

Elektronik kart sisteminde örneğin bilindik elektrolitik kondansatörlerinin kullanılması durumunda neler olabileceğini düşünebiliyor musunuz? Yukarıda, yani uzay ortamında her şey yerdekinden çok farklı olduğu için seçtiğiniz her malzemeyi buna uygun seçmek zorundasınız. Tabi ki yeni bir uydunun tabiri caizse çilesi bununla bitmiyor, sonraki adımlarda ısıl ve titreşim gibi dayanıklılık testlerinden de geçer not almak zorunda.

httpv://www.youtube.com/watch?v=9MU7glx436M

Video-2. Montaj aşaması.

Videoda mühendislik öğrencileri tamamlanmış kart dizaynlarını birbirlerine ve ana yapı içerisine monte edip kablolusu (kablaj) işlemlerini tamamlarken görülmekte. Küçücük ve dar bir alana tıka basa da olsa nelerin sığdırıldığını görüyorsunuz ve tüm bunlar hatasız çalışmak zorunda. Eksik bir kablo bağlantısı, yerinden çıkabilecek gevşek bir civata, ters bir bağlantı, çalışırken içine düşebilecek herhangi yabancı bir objenin minicik iletim kanallarında sonradan meydana getirebileceği tahribat her an bir tehlike arz etmekte. Öyle ki insan bedeninde giydiği kazaktan, kullandığı ayakkabının sürtünmesi gibi sebeplerle oluşabilecek statik elektrik boşalması bile hassas çalışan mikrodenetleyiciler için ciddi probleme sebep olabilir.

Gönderdiğiniz bir uyduyu özel aracınız arıza yaptığında servise götürmeniz gibi geri çağıramazsınız ve hatanızı gidermek adına ikinci bir yansınız yoktur. Bu nedenle her şey mükemmel çalışmak zorunda. Görüntülerde izlediğiniz üzere bunların önüne geçilebilmesi adına kartlara dokunan tüm öğrenciler, hem anti statik eldiven kullanmakta hem de statik koruma sağlayan bir ucu bileklerinde bir ucu topraklanmış çalışma masasına takılı olan özel bileklikler ve yine anti statik çalışma altlığı kullanmakta.

Videonun üç dakikalık hızlandırılmış çekim olduğuna dikkatinizi çekerim. Normalde bu işlem oldukça oldukça dikkat ve emek verilen uzun bir süreci kapsadığını unutmamak gerek. Gerçi bu videoda yapılan işlem muhtemelen ikiz uydu üzerinde yapılan deneysel bir çalışma. Uydu üzerinde araştırma ve geliştirme faaliyetleri yapılması, yukarıda bir sorun olduğunda sorunun tespiti ve akabinde çözüm üretilebilmesi adına elinizde mutlaka gönderdiğiniz uydunun bir ikizi bulunmak zorunda.

Esas uydu ise bu şekilde açık bir masaüstünde değil, beyaz oda adı verilen özel steril bir odada, özel nano kıyafetler, başlık, eldiven, tozluk ve gözlükler kullanılarak uçuşa hazır hale getirilmekte. Bu sebeple ikiz uyduda da her şey gerçeğine birebir uymalı ve titiz davranılmalıdır.

Uydu kütlesinin hemen sağında kırmızı bir etiket dikkatinizi çekmiştir. Bu sadece bir uyarı etiketi değil aynı zamanda asıl süreci başlatan üzerinde “Uçuştan önce Çıkarın – Remove Before Flight” bir anahtardır. Şöyle ki. Yapılar hazırlandığında bu etiketin ucunda bulunan bir nevi metal pin özel yuvasına takılır. Her şey tamamlanır, uydu fırlatma yerine gidersiniz son kontroller yapılır, uydunun özelliğine göre son batarya şarj vb. işlemler tamamlanır ve taşıyıcı rokete yerleştirilmeden hemen önce çekilerek çıkarılır. Bu bir anlamda uydunuzun artık faal olarak çalışmaya başladığı, uçuş bilgisayarının, kartların elektrik gücüne kavuştuğu kısacası uçuşa hazır olduğunu gösterir. Benzer yapıda kırmızı zemin üzerine sarı veya beyaz etiketleri ve/veya kurdeleleri diğer hava araçlarında da uçuş öncesi kullanıldığını görmüşsünüzdür.

httpv://www.youtube.com/watch?v=bzqfXH0woy8

Video-3. Vacuum chamber’de de gördüğünüz anten açılma sistemi.

Anten açılma sistemleri önemlidir ve fırlatma kutusundan çıkıştan hemen sonra antenleriniz açılmaz. Kutudan başarılı bir çıkış ardından emniyetli bir mesafe uzaklaştıktan sonra uçuş bilgisayarınca verilen komutla anten sistemi serbest bırakılır. Çok basit bir sistem gibi görülebilir ancak belki de en kritik anlardan biri de bu işlemdir. Öyle ki aşağıda siz nefesinizi tutmuş beklerken bu sistemin doğru çalışması gerekir. Yoksa beklenen sinyali duyduğunuz anda sevinç nidaları atmak yerine, derin bir “off offf!” çekebilir ve tüm emeğinizin heba olduğunun o an farkına varabilirsiniz. Çünkü anten sisteminin açılmaması demek uydunun sizinle iletişim kuramaması anlamına gelir. Siz onu duyamazsınız, o da sizi duyamayacağı için komut gönderemezsiniz.

Şimdi bir hayal kuralım. Çok iyi kod yazıyor olduğunuzu düşünelim ve uçuş bilgisayarını siz programladınız. Ancak hatalı bir kod işlevi nedeniyle bilgisayarın antene ” açıl ” komutu veremediğini düşünebiliyor musunuz? O an aşağıda tüm gözler size çevriliyor ve binlerce dolarlık proje maliyetini, harcanan emeği düşündükçe eminim ki yüzünüzü allar basacağını ve ciddi anlamda terleyeceğinizi düşünmek zor değil. Sanırım burada mühendislik bilgisi ve uçuş bilgisayarını önemi kadar planlayıcısından kodlayıcısına kadar ne ciddi bir süreç yaşandığı kendini daha iyi göstermekte.

httpv://www.youtube.com/watch?v=kUDg2Z7QiZw

Video-4. Montaj aşamasında batarya sistemi.

İlk videodan farklı bir çalışma değil ancak burada [00:28]’ de üst kısımda yan yana duran mavi ve yeşil renkli iki bataryayı, kartların birbirlerine bağlandığı soket yapılarını daha iyi görebilirsiniz. Görüntüleri burada bitirdik. Şimdi inceleme notları kısmana geçelim. Elbette önce biz radyo amatörlerini ilgilendiren kısımdan başlayarak.

Radyo Amatörlerine Sertifika

Uyduyu takip etmek isteyen radyo amatörlerinin önceden bu adreste bulunan forma kayıtlarını yaptırarak sonraki işlemlerde zaman kaybetmemelerini öneririm. Bu işlemleri gerçekleştirecek olan radyo amatörlerine özel sertifika verileceği belirtilmiştir.

Yapısal İnceleme

Resim-1. Pumpkin kart yapısı üzerinde IMU birimi yerleşimi. (© E-St@r)

– Öğrenme programı çerçevesinde geliştirilen ve klasik uydu yapısında olan bu uydunun asıl misyonu öğrencilere bu konuda beceri kazandırmanın yanında; tutum belirleme ve kontrolü, güneş sensörleri ve üç eksenli manyetometre ve Ataletsel Ölçüm Birimi (IMU) denenmesi düşünülmüş.

estar-1

Resim-2. Saydam gösteri yapısı içinde ADCS yan tarafta görülmekte. (© E-St@r)

– Tutum Belirlenmesi ve Kontrol Alt Sistemi-ADCS uydunun ana yükünü teşkil etmekte. Neomidyum mıknatıslar uydunun iç kısmına yerleştirilmiş.

– Haberleşme sisteminde verici olarak Radiometrix firmasının 500mW’lık vericisi (BHX2-437-5, 25 kHz NBFM- Multi Channel UHF Transceiver) kullanılmıştır Üzerinde bulunan dar band UHF alıcı-verici her iki dakikada bir yayın yapacak şekilde planlanmıştır. Anten sistemi yarım dalga dipol şeklinde tasarımlanmış ve fırlatma kutusuna konmadan önce kendi etrafında iki plastik yüzey üzerine düz sarmal şekilde sarılmış.

– Aynı haberleşme sistemi Torino’da Politecnico di Torino’nun çatısında bulunan izleme istasyonundan geçerken gerekli komutları 437.445 MHz. amatör telsiz frekansı üzerinden 1200 bit/s hızda dijital frekans modülasyonu olan BPSK şeklinde gönderilecek. Haberleşme kanalı half-dublex ve yer istasyonundan kontrollü aktif edilebilmesi planlanmış.

Komut kontrol ve veri işleme sisteminde, kart üzerindeki yerleşik bilgisayar sistemi (OBC); 16 bit CPU (MPS430) mikrodenetleyicili PUMPKIN kit yapısı üzerinde bulunmakta ve “C” dilinde programlanmış. 80 gram kart ağırlığına ve 0,2 Watt’tan düşük güç tüketimi olan OBC, 90 x 96 mm. boyutlarındadır. Sistemin ana amacı uydunun sağlığı için operasyonları yönetmek, alt sistemlerin sağlıklı işleyicisi sağlamak ve denetlemek, düzenlemek ve telemetre verilerini denetlemek olarak sıralanabilir.

Eminim ki proje ekibi bu uydunun başarısını heyecanlı bir şekilde bekliyor olacaklar. Çünkü ilk uydu olan PicPot (Piccolo Cubo del Politecnico del Torino); 26 Temmuz 2006 yılında Baiknour Cosmodrome fırlatma merkezinden Dnepr-1 roketi ile fırlatılmıştı. Başarılı bir kalkışın 86’ıncı saniyesinde görevliler tarafından durdurulmuş, roket 25 kilometre uzaklıkta herhangi bir yaralanmaya sebep olmadan düşmüş ancak faydalı yük kısmındaki tüm uydular da (Unisat-4, Baumanets, PiCPoT, CubeSat (ION), CubeSat (SACRED) , CubeSat (ICE Cube 1), CubeSat (KuteSat), RINCON, HAUSAT-1, nCUBE-1, SEEDS, AeroCube-1, Voyager ve CP-1) da kaybedilmişti.

Kaynaklar:
http://areeweb.polito.it/ricerca/E-STAR/

 

Yazı hakkında görüşlerinizi belirtmek istermisiniz?