PW-Sat1 Uydusu

 Ruha USLU, TA2IRU
 10 Şubat 2012

Vega roketinin dağıtacağı uyduları incelemeye devam ediyoruz. PW-Sat-1; Uzay Araştırma Merkezi işbirliği içerisinde Polonya’nın Varşova Teknoloji Üniversitesi uzay mühendisliği öğrencileri ilk öğrenci uydusu olup, tüm hazırlıkları 16 Ekim 2011‘de tamamlandı. Uyduda uzay ve uzay mühendisliğinde iki ayrı öğrenci grubu müşterek olarak çalıştı. Projenin temel amacı suni uyduların hazırlanması ve eğitim olarak belirlenmiş. Esnek yeni nesil güneş pillerinin test edilmesi, yörünge tutum, yeni esnek fotovoltaik hücrelerin testleri de diğer deneyler arasında yerini almış. Çalışmaya Denizcilik Akademisi, Astronomi Merkezi ve Kopernicus Bilimler Akademisi de dahil olarak uydu haberleşme sistemi test edilecek.
Uydu kısaltmasındaki “PW” ismi Varşova Teknoloji Üniversitesi (Politechniki Warszawskiej) nin baş harflerini taşımakta.

Credit: © Focus Magazine
Resim. PW-Sat-1 Uydusunun genel görünümü. (Credit: © Focus Magazine)

“İlk Polonyalı uydu” olarak lanse edilen küp uydu çalışmalarına araştırmacılar 2005 yılında başlamışlar. Öncelikle uydu hakkında genel bilgileri görelim.

Uydu Adı: PW-Sat-1
Ülke: Polonya
Ağırlık: 1 Kg.
Ebatlar: 10 x 10 x 10 cm.
Organizasyon: Warsaw University of Technology
Frekanslar: 5 ayrı hizmet (operasyon) modu için belirlenen özellikler aşağıdaki gibidir.

1. Mod : Sadece Alma (Downlink yok)
2. Mod : CW İşaretçi (Beacon) CW – On-Off Keying (OOK) CW 12 WPM on 435.020 MHz.
3. Mod: BPSK İşaretçi (Beacon) – BPSK 1200 bps AX.25 (1 frame – 20 sec), 435.020 MHz.
4. Mod: Kontrol ve haberleşme modu. Downlink BPSK 1200 bps AX25, 435.020 MHz.
5. Mod: Ses Tekrarlayıcı modu (aka “AO-16″ mode) – Uplink 435.020 MHz. FM ve Downlink 145.900 MHz. DSB

httpv://www.youtube.com/watch?v=SkjlGX9lNCQ
Video-1. PW-Sat-1’in iç yapısı açılan 3D animasyonlar ile gösterilmekte.

httpv://www.youtube.com/watch?v=dbkMaeOOW8o
Video-2. PW-Sat de-orbital çalışma denemesi için planlanan yelken serbest bırakma mekanizmasının testini içermekte. Dilerseniz ikinci (bağlantı) ve üçüncü (bağlantı) test çalışmasını da izleyebilirsiniz.

httpv://www.youtube.com/watch?v=74u7Nqxpkk0
Video-3. PW-Sat-1 uydusunun tanıtımı, verici sistemleri ve beyaz odada yapılan testlerden görüntüler.

Toplamda dört alt sistemden oluşan uydunun ana yapısı için standart alüminyum küp uydu formu seçilmiş. Bu yapılardan bazılarını yakından inceleyelim.

– Uydu dış yüzeyine yerleştirilmiş olan güneş panelleri ile birlikte batarya desteği için lithium-ion batarya (MP144350 model) kullanımı benzer uydu yapıları gibi burada da kullanılmış. Uydu, Güneşi gördüğü sürece ihtiyaç duyacağı elektrik gücünü %27 verimlilikle çalışan dış yüzeye monteli fotovoltaik üniteler (Güneş panelleri) aracılığı ile sağlamakta. Isı sensörleri ise termometre devrelerinden hatırlayacağınız DS18B20’ler üzerine kurulmuş. Isı izleme yapısında; “One-Wire Data-Pin” mantığıyla işlem gören 0,5 derecelik hata ile -55 / + 125 derece arasında ölçüm yapabilen, pazarit besleme özelliği sayesinde harici beslemeye gerek duymayan, sıcaklık bilgisini sayısal değer olarak veren ve Maxim/Dallas firması tarafından üretilen dört adet DSB1820B kullanılmış.

– Alt sistemlerle bağlantıda vidasal yapı yerine 40 pin BUS soket yapısı kullanılmış ve böylece kolay bir entegrasyon sağlanmış.

– İletişim ve haberleşme alt yapısında (C&CS) bir problem oluştuğunda birkaç saniye içinde sistemi yeniden başlatacak (resetleyecek) bir “Watchdog” devresini bulunması ise güvenlik anlamında uygun seçimlerden biri olarak ön plana çıkmış.

– APRS ve işaretçi (beacon) sistemi iki RF modülden oluşmakta. AFSK mod APRS alıcı-vericisi ve CW mod işaretçi (beacon) vericisi bir ATmega128 mikrodenetleyici tarafından kontrol edilmekte. Yer istasyonu ile sağlıklı haberleşme yapılabilmesi için komutada düşük hızlar tercih edilmiş. Sistemde ayrıca (acil durumlar için) harici yer kontrol sistemi oluşturmak adına bir erişim noktası (Access Point-AP) belirlenmiş.  Bu şekilde uydu panelleri güneşi görmediği (gölgede kaldığı) durumlarda gücü azılmış olsa bile bir iç kontrol sistemi devreye girerek -bir anlamda yedek gücü kullanarak- haberleşme işlevine devam etmesi amaçlanmış.

Bu RF modüllerde; alıcı-verici (CC100), orta seviyede güç için (PA/AMP: AH117) ve yüksek güç için ise (PA: M68710H) tip yükseltici hemen hemen aynı yapı tarzında kullanılmış.  Aktarım sinyalinin gücü de CW beacon için 20 dBm, APRS-AFSK modülasyonu için ise 30 dBm. olarak belirlenmiş.

ChipCon model CC1000, Düşük maliyeti ve çok düşüm akım sarfiyatlı, seçilebilir güç yönetimi, tek noktadan anten bağlantısı, FSK modunda 76.8 kBaud veri hızı, (@ 2.4 kBaudda) 110 dBm hassasiyeti ve frekans atlama özelliği ile yabancısı olmadığımız bir RF çipi. Bu tek çipli bir RF alıcı-verici (TRX); kullanım için 300-1000 MHz. arasında seçim yapılabilmesi ise kullanıcılar açısından bir tercih sebebi olarak ortaya çıkmakta. Ancak hemen belirtelim, bu tür uydu sistemlerinin kullanacağı frekans amatör frekanslar arasındadır ve zaten regülasyon işlemleri de buna göre önceden tamamlanarak frekans belirlenmiştir.

– Anten modülü ana yapıdan çıkan 4 adet bant anten türünde ve her biri 55 cm uzunluğunda. Fırlatma kutusu içinde gövdeye sarılı antenlerin tahmini olarak ayrılmadan yarım saat sonra serbest kalacak ve 3 saniye gibi bir zamanda açılması öngörülmekte.

– Dahili bilgisayar (OBC) yine her zamanki gibi tüm uydunun ve alt sistemlerin işlevinden ve denetiminden sorumlu olarak görev yapmakta; sıcaklık vb. bilgileri toplayarak bir iletişim oturumunda yerdeki izleme istasyonuna telemetre verisi şeklinde transferi sağlamakta. OBC’nin programlanmasında ise “C dili” kullanılmış.

Son olarak bu küp uydu projesinin özel hedefleri arasında bulunan “de-ortital” sistem geliştirme çabalarından da bahsedelim. Daha önceki yazılarda da değindiğimiz ve videolarda da izlediğiniz gibi bu sistem görevi biten uyduların bir yönelim sistemi ile yörüngesini boşaltarak atmosfere girip kendisini yok etme esasına dayanmakta.

PW-Sat proje ekibi de bu amaçla bazı denemeler yapmakta. Bunlar, açılan yelken formu veya 2 metre civarında açılan bir nevi “kuyruk boomu” şeklinde. Bu tür sistemlerde açılan esnek kısım özel bir katlama şekli ile katlanarak uydu formuna yerleştirilmekte, kontrollü kapağın açılması ile dışa saçılma/açılma şeklinde çalışmaktadır. Elbette bu tür sistemlerde kullanılan ve esnek yapıyı dışa iten sistem telleri de (serbest kaldığında ilk formunu koruyan -hafızalı-  tipte) haliyle özel yapıda.

Kaynaklar:
http://www.pw-sat.pl/
http://tinyurl.com/CubeSatPW-Sat
http://www.veengle.com/s/PW-SAT.html
http://eng.pw.edu.pl/

 

Yazı hakkında görüşlerinizi belirtmek istermisiniz?