KiwiSAT Uydusu - TAMSAT-Amatör Uydu Teknolojileri Derneği

KiwiSAT Uydusu

 Ruha USLU, TA2IRU
 12 Nisan 2011

KiwiSAT, Yeni Zelanda’nın 2011’de yörüngeye göndermek için üzerinde çalıştığı bir amatör radyo uydunun genel adıdır. AMSAT-ZL tarafından toplamda 17 ana sponsor ile bugüne kadar sürdürülen çalışmalarda, önemli aşamalar kaydedilmiştir. Proje lideri Fred KENNEDY (ZL1BYP) tarafından sistemin tüm entegrasyonunun tamamlandığı ve alt sistemlerinin uçuş için hazır olduğu ve fırlatma sistemi seçiminin beklendiğini bildirilmiştir. Muhtemel bir fırlatma için ise DNEPR Uzay Fırlatma Sistemi öngörülmektedir. Ukrayna yapımı  Dnepr sistemi ise aslında bize çok da yabancı değil.

Dünyanın en güçlü kıtalararası balistik füzesi olan SS-18’den geliştirilen Dnepr fırlatma aracı Türkiye’nin ilk yer gözlem uydusu RASAT için de öngörülen sistem. Bu sistemin prototipinin geliştirilmesinde ve gerçek anlamda operasyonel kullanılabilir fırlatma aracı üretme aşamasında 160’tan fazla SS-18 roketi (13 adedi Dnepr programı kapsamında) fırlatması yapılmıştır. 

Uydunun yaklaşık 800 kilometre alçak (LEO) yörünge yüksekliğinde görev yapması ve her 100 dakikada bir Dünya çevresini dolanması öngörülmektedir. KiwiSAT projesi, sponsorlar, kişisel, kulüplerin ve radyo amatörlerinin bağışları yoluyla ayrıca AMSAT-ZL üyeliği tarafından finanse edilmektedir. 

Sistemin birincil güç kaynağı olan Güneş panelleri ve batarya testleri Massey Üniversitesi “Temiz Oda” sında yapılmıştır. Bilindiği gibi uyduların içsel donanımı kadar, bu donanımı koruyacak olan dış gövde de aynı oranda önem arz etmektedir. Yeni Stanier Mühendislik, Zelanda-Auckland merkezli konusunda  uzman bir hassas mühendislik firmasıdır. Burada çalışan Mike Jack  tarafından dayanıklı gövde için alüminyum katı bloklardan ana çerçeveler (bloklar) üretilmiştir. Her blok kendi elektronik entegre bench test sisteminin bir kısmını ve yükünü barındırmaktadır. Uydunun alt sistem montajları ise tek bir merkezde yapılmamış olup, ülke çapında  (Yeni Zelanda) çeşitli merkezlerinde monte edilmiştir. Çalışmada “bir resim bin kelimeye bedeldir” sözünden hareketle, özel GPS,  sensörler, hassas yörünge tutulumu sağlayacak üç eksen magnetork vb. uygulamalarının yanında bir de ufki görüş yakalamak için mini bir kamera da öngörülmüştür. Önemli yüklere kısaca bir göz atmak gerekirse;

Bilimsel Beacon:

KiwiSAT ilk başta basit bir Ozon ölçüm çalışması düşünülmüşse de sonradan bu uygulama daha da geliştirilmiştir. Üzerinde taşıyacağı özel bir beacon ile tüm dünyadaki radyo amatörlerinin kullanabileceği, küresel ısınma ve karbon dengesi izleme ile ilgili sınırlı bilgi toplama ve atmosferik anomaliler ile ilgili veri toplama için özel bir çağrı işareti taşıyacaktır.

Genel Taşıyıcı Yapı:

KiwiSAT yukarıda belirttiğim gibi Auckland’da bulunan Stanier Mühendislik isimli hassas mühendislik çalışmaları yapan firma tarafıdan  alüminyumdan bloklar şeklinde geliştirilmiş olup, uygulama bileşenleri bu bloklar üzerine yerleştirilerek sağlam bir kompartmantasyon sistemi geliştirilmiştir. Bu yapı genel hatları ile şu şekildedir.

KiwiSAT

Resim-1. Birinci Bölüm: Uçuşa hazır durumda, vericilerin olduğu blok.

KiwiSAT

Resim-2. İkinci Bölüm: BCR (Batarya Kontrol Regülatörü) siseminin bulunduğu blok.

KiwiSAT

Resim-3. İkinci Bölüm: BCR (Batarya Kontrol Regülatörü) siseminin bulunduğu blok.

KiwiSAT

Resim-4. Dördüncü Bölüm:  IHU (In House Unit) merkezi uydu sistem kontrol bilgisayarı  .

KiwiSAT

Resim-5. Beşinci Bölüm: 70 cm doğrusal (linear) transponder alıcı, iki adet 70cm FM alıcıları, FM transponder için bir kontrol ve komuta için başka bir telemetre alıcı tutar.

KiwiSAT

Resim-6. Tamamlanmış sistem (GPS ve L Band Converter).

KiwiSAT

Resim-7. Uydunun alt kısımdaki anten donanımı.

KiwiSAT

Resim-8. Test aşamasında tüm önemli nihai bağlantıları tamamlanmış ki tamamlanmış sistem.

KiwiSAT

Resim-9. Test aşamasındaki tamamlanmış sistem.

KiwiSAT

Resim-10. Uydu gövdesi üzerindeki genel giriş çıkış üniteleri.

KiwiSAT

Resim-11. İzleme anten sistemi.

KiwiSAT Uydusunun Planlanan Çalışma Frekansları:

Linear Transponder Downlink :
Frekans: 145.850 MHz – 145.880 MHz.
Çıkış Gücü: 2 Watt PEP.
Yayın Gücü: 2 Watt (+33dBm) EIRP PEP.
Band Genişliği: 30 KHz.
Emisyon Tipi: Uplinke bağlı CW, SSB vb.
Anten Paterni: Omni tüm yönlere.

Linear Transponder Uplink 1 :
Frekans: 435.260 MHz – 435.230 (tersine transponder).
Band Genişliği: 30 KHz.
Gürültü Sıcaklığı: 273 Kelvin.
Emisyon Tipi: typically CW, SSB.
Anten Paterni: Çeyrek dalga kamçı tip +Z yüzey (Omni in X-Y plane, Null in +Z ve -Z yön).

Linear Transponder Uplink 2 :
Frekans: 1268.880 to 1268.850 (tersine transponder)
Band Genişliği: 30 KHz.
Gürültü Sıcaklığı: 273 Kelvin.
Emisyon Tipi: Tipik CW, SSB.
Anten Paterni: 4 Dipole array (Omni in X-Y plane, +3 dbi kazanç +Z ve -Z yön).

FM and Data Transmitter :
Frekans: 145.865 MHz.
Çıkış Gücü: 1 Watt.
Yayın Gücü: 1 Watt (+30dBm) EIRP.
Band Genişliği: 20 KHz.
Emisyon Tipi: 9600 bps data (G3RUH Paket standardı) Telemetre ve Veri (çeşitli modlarda) FM Ses veya 1200 bps AFSK paket telemetre için planlanmış.
Anten Paterni: Omni her düzlemde yönlü.

FM Receiver Uplink 1:
Frekans: 435.245 MHz.
Band Genişliği: 20 KHz.
Gürültü Sıcaklığı: 273 Kelvin
Emisyon Tipi: 9600 bps veri, FM Ses,
Anten Paterni: Çeyrek dalga kamçı tip anten +Z yüzeyde (Omni in X-Y plane, Null in +Z ve-Z yönde).

FM Alıcı Uplink 2:
Frekans: 1268.865 MHz.
Band Genişliği: 20 KHz.
Gürültü Sıcaklığı: 273 Kelvin.
Emisyon Tipi: 9600 bps veri, FM Ses,
Anten Paterni: 4 Dipole array (Omni in X-Y plane, +3 dbi kazanç in +Z ve -Z yönde).

Beaconlar:

Beacon 1: Doğrusal (linear) transpondere ek CW Beacon
Frekans: 145.885 MHz.
Emisyon Tipi: CW standart Mors kodu.
Güç: 50 mW (+17 dBm) EIRP

Beacon 2 (Veri Beacon):
Frekans: 145.865 MHz.
Çıkış Gücü: 1 Watt.
Yayın Gücü: 1 Watt (+30 dBm) EIRP.
Band Genişliği: 20 KHz.
Emisyon Tipi: 9600 bps veri (G3RUH Paket standardı) 1200 bps AFSK paket telemetre için planlanmış.

Beacon 3 (UHF Beacon):
Frekans: 437.425 MHz.
Band Genişliği: 20 KHz.
Emisyon Tipi: 9600 bps veri (G3RUH Paket standardı).
Yayın Gücü: 100 mW (+20 dBm) EIRP.
Anten Paterni: Çeyrek dalga kamçı tip anten -Z yüzeyde. (Omni in X-Y plane, Null in +Z ve -Z yönde).

Yer Kontrol İstasyonu Anten Sistemi: Massey Üniversitesi çatısında bulunan ve “Temiz Oda” testlerinde kullanılan anten sistemleri (70cm ve 2m YAGI antenler, iki adet helikal ve bir GPS anteni) yukarıdaki resimde toplu olarak görülmektedir.)

Proje ilk anda biraz karmaşık gibi görülebilir. Ancak bu tür kapsamlı uydulara ilk örnek AO-40 uydusudur. KiwiSAT, Yeni Zelanda’lı radyo amatörlerinin ilk uydu tecrübesi olmasa da oradaki radyo amatörlerinin örnek bir çalışması 2000’li yılların başlarında AO-40 uydusunun kurtarma çalışmalarına kadar dayanmaktadır.

Radyo amatörlerince en çok bilinen ve bir anlamda gözde olan, dönemine göre oldukça da gelişmiş ve iri AO-40 uydusu  16 Kasım 2000’de başarılı olarak yörüngeye gönderilmişse de hemen ardından ciddi bir problemler (motor, itki, yörünge tutulum, yedeklemeli aküler, uçuş bilgisayarı vb.) yaşanmıştır. Tarihler 13 Aralık 2000’i gösterdiğinde uydunun yörüngesel düzeltme uydusu için kullanılan Newton motoru arızalanmış ve ateşleme sisteminde sorunlar baş göstermiştir. Haliyle yörünge kontrolünü kaybeden uydu da öngörülen yörünge dışına çıkmıştır.

İşte tam bu sırada radyo amatörleri devreye girerek üstün bir gayret ile güçlerini birleştirip uyduyu “uyandırma” yolunu seçtiler. NASA’nın kullanım dışı kalan devasa bir çanak anteni ile uyduya ait zayıf bir sinyal yakalama umudu da sonuçsuz kalınca, bu kez Kuzey Amerika Uzay Savunma Komutanlığı (NORAD)’ın güçlü radarlarları devreye girdi ve nerede olduğu bilinmeyen uydunun yerini tespit etmeyi başardı. Bugün de uydu izlemede kullandığımız TLE verilerini radyo amatörleri ile paylaşıldı. Bu gelişmenin hemen ardından çalışmalar daha haraketlendi ve 25 Aralık 2000’de takım üyesi ve bir Yeni Zelanda’lı radyo amatörü olan Ian ASHLEY (ZL1AOX) tarafından yerden uyduya bir resetleme sinyali gönderildi ve başarılı da olundu. Bu sayede bazı onboard kamera sistemi ve tutulum sağlayan magnetork sistemi çalıştırılabildi.

Sonradan yapılan düzeltme ateşlemeleri ve çabalar sonuçsuz kalmış ve itici gaz da zaten tamamen bitmiştir. Ne yazık ki on yıl yaşam ömrü biçilen uydu göreve başlamasından sonra üçüncü yılını tamamlayamadan (2003’te) elden çıkmıştır. İlginç olan bir diğer konu da şu ki, tüm olumsuzluklara rağmen bir çok radyo amatörü (ben dahil) halen dahi uydudan ümidini kesmiş değildir. Uyduda bulunan bazı yedek pil sistemlerinin olası bir açık devre durumunda kendiliğinden uydunun bazı sistemlerini uyandıracağı günü beklemektedir.

KiwiSAT’ın özel bir uydu olacağı şimdiden belli. Yazımızın sonunda  AMSAT-TR olarak AMSAT-ZL’ya ve uydu projesinde çalışarak KiwiSAT’ı bu noktaya getirenlere Türk radyo amatörleri adına teşekkür ederiz.

“This document is an informative paper about  the  New Zealand Amateur Satellite Project KiwiSAT, which has been handled by AMSAT-ZL project team.

Beside the emphasize on the previous successful attempts of the New Zealand radio amateurs to save the AO-40 satellite, the paper tells about the scientific and amateur payload that KiwiSAT will carry, the general structure of the satellite and the frequencies and the systems that are planned to be used. As AMSAT-TR, we would like to express our gratitude to AMSAT-ZL and every one who works on the project on behalf of Turkish Radio Amateurs. The pictures shown by the courtesy of AMSAT-ZL website.” 

Kaynak:
AMSAT-ZL (AMSAT Yeni Zelanda)
KiwiSAT ProjesiKosmotras
TÜBİTAK

 

Yazı hakkında görüşlerinizi belirtmek istermisiniz?