Technické informace

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Základní mechanická konstrukce pikosatelitu obvykle plní několik funkcí najednou a při jejím návrhu je potřeba se všemi funkcemi počítat. Hlavní funkce spočívá v mechanické opoře pro instalaci subsystémů pikosatelitu (elektronických modulů, solárních panelů, antén, akumulátorů), která musí být dostatečně pevná pro vydržení počátečních silných vibrací při startu raketového nosiče. Současně však zpravidla plní funkci radiačního stínění elektronických systémů (ochrana před ionizujícím zářením) a funkci pasivní termoregulace (odvod tepla ze zahřátých částí na osvětlené straně pikosatelitu do studených částí na zastíněné straně).

Číst dál...

Základní propozice návrhu pikosatelitu PilsenCube

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Jedním z důležitých kroků v počátečních fázích vývoje pikosatelitu je stanovení několika základních parametrů, v rámci nichž se budou jednotlivé subsystémy pikosatelitu navrhovat. Musí se stanovit přibližná hmotnostní bilance a energetická bilance pikosatelitu a jeho subsystémů s určitou rezervou ponechanou na neočekávané situace během vývoje. Při hmotností bilanci se stanovují maximální hmotnosti jednotlivých subsystémů pikosatelitu tak, aby nebyl překročen maximální povolený limit (1,33 kg pro pikosatelit třídy CubeSat o základní velikosti dle specifikací CDS rev. 12). Při energetické bilanci se stanovují dlouhodobé průměrné energetické příkony subsystémů tak, aby nedošlo k překročení výkonu dodávaného napájecím subsystémem. Stanovují se také nominální okamžité příkony při plné činnosti, aby nemohlo dojít k přetížení napájecí sběrnice v okamžiku aktivace příliš mnoha subsystémů najednou, dále se stanovují příkony v úsporném režimu při zachování omezené činnosti a minimální příkon při vypnutí subsystému.

Číst dál...

Solární články pikosatelitu PilsenCube

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Solární články pro běžné použití v pozemních podmínkách se zpravidla vybírají podle cenového kritéria, účinnost přeměny energie slunečního svitu na elektřinu je až druhotná, neboť nejsme příliš limitováni plochou, na kterou můžeme solární články osadit pro získání vyššího příkonu. Při výběru solárních článků na satelity (nebo pikosatelity) se ovšem snažíme z malé plochy získat co nejvíce elektrické energie, tedy vybíráme články s co nejvyšší účinností. Tu lze zajistit speciálními vrstvenými materiály, kde každá z vrstev je citlivá na odlišnou spektrální oblast slunečního světla. Takovéto články se pro svoji extrémní cenu v pozemních podmínkách až na vyjímky nepoužívají, v celkových nákladech na postavení a vypuštění satelitu však tvoří zanedbatelnou položku.

Číst dál...

Odběr energie ze solárních článků pikosatelitu PilsenCube

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Chceme-li efektivně využívat solární energii, nelze solární články připojit přímo na běžné spínané měniče napětí. Solární článek má za daných podmínek ve volt-ampérové charakteristice bod, kde součin napětí a proudu (výkon) je maximální. Poloha tohoto bodu se ovšem pohybuje podle aktuální teploty solárního článku, intenzity jeho osvětlení, ale třeba i míry degradace aktivního materiálu. Pokud solární článek zatížíme příliš nízkou impedancí, poklesne mu výstupní napětí při menším přírůstku proudu a neodebíráme možný maximální výkon. Pokud článek zatížíme příliš vysokou impedancí, vzroste mu mírně výstupní napětí při větším poklesu proudu a opět neodebíráme maximální možný výkon. Inteligentní zatěžování solárního článku je řešeno tzv. mppt měniči.

Číst dál...

Vlastnosti rádiového spoje s pikosatelity na nízké orbitální dráze

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Rádiový spoj se satelity na negeostacionárních drahách Země je charakteristický změnou podmínek, za kterých je komunikace provozována a časově omezeným oknem, kdy se satelit nachází v dosahu pozemní komunikační stanice (kdy se satelit z pohledu pozemní stanice nachází nad horizontem). Během přeletu satelitu se mění komunikační vzdálenost a s ní i ztráty volného prostředí, mění se délka dráhy signálu přes jednotlivé vrstvy atmosféry a s tím i útlum způsobený absorpcí ve vodních parách, v dešti, v plynech, mění se stav ionosféry a s tím i spojené ztráty útlumem a odrazem od ní, atd. Při nízkých elevačních úhlech satelitu se přidávají troposférické scintilace způsobené nehomogenitami atmosféry z hlediska tlaku, vlhkosti a teploty. Je potřeba počítat také s kompenzací Dopplerova jevu vlivem nenulové relativní rychlosti mezi satelitem a pozemním střediskem. 

Číst dál...

Hodnocení kvality přijímaného signálu pikosatelitů

Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube

Hodnotit kvalitu přijímaného signálu vysílání pikosatelitů je důležité, protože kvůli vlastnostem pikosatelitů i přenosového kanálu dochází ke změnám kvality přijímaného signálu až o několik řádů. Vyhodnocení aktuální kvality přijímaného signálu je pak možné využít pro povelem řízenou adaptaci rychlosti vysílání dat pikosatelitem nebo pro úsporu je elektrické energie, které má nedostatek. Pro první experimenty jsme využili kontinuálního vysílání radiomajáku několika satelitů a pikosatelitů, na němž se přenáší pomocí Morseova kódu základní telemetrie a identifikace. Nahraný signál jsme podrobili analýze vlastním softwarem, který určuje parametr C/N0 jako základní měřítko kvality přijatého signálu. Z tohoto údaje se pak dá odvodit reálně dosažitelná rychlost přenosu za daných podmínek.

Číst dál...