ESTCube-2

ESTCube-2

Kunstniku kujutis ESTCube-2-st Maa orbiidil
Missiooni tüüp	hariduslik/teaduslik
Operaator	Eesti Tudengisatelliidi Sihtasutus
Koduleht	ESTCube-2 koduleht
Missiooni kestus	2 aastat (plaanitud)
Kosmoseaparaadi omadused
Kosmoseaparaadi tüüp	kuupsatelliit
Satelliidi platvorm	3U kuupsatelliit
Missiooni algus
Stardi aeg	9. oktoober 2023 01:36:25 UTC[1]
Kanderakett	Vega
Stardikompleks	Guajaana kosmodroom Prantsuse Guajaanas Kourous
Starditeenuse osutaja	ESA
Orbiidi elemendid
Taustsüsteem	geotsentriline orbiit
Režiim	Maa-lähedane orbiit
Periapsiid	564 km
Tiirlemisperiood	97 minutit
Eesti tudengisatelliidi programm ← ESTCube-1 ESTCube-3 →

ESTCube-2 oli Eesti Tudengisatelliidi Sihtasutuse^[2] ehitatud kolmeühikuline (1 ühiku standardmõõt on 100x100x113,5 mm^[3]) kuupsatelliit. Tegemist on ESTCube'i programmi teise satelliidiga (esimene oli ESTCube-1). Satelliit valmis 2023. aasta juulis ja see saadeti kosmosesse 9. oktoobril 2023 kell 01:36:25 maailmaaja järgi Guajaana kosmosekeskusest Euroopa Kosmoseagentuuri kanderaketiga Vega. Oktoobri keskpaigas teavitas Arianespace satelliidi meeskonda, et ESTCube-2 ei eraldunud kanderaketist ning hävis, kui kanderaketi aste atmosfääri sisenemisel ära põles.^[4]

Satelliidi arendamist alustati 2014. aasta jaanuaris, kuid vajalik meeskond ja rahastus saadi kokku alles 2016. aastal. ESTCube-2 oli sarnaselt ESTCube-1-ga hariduslik-teaduslik projekt, mille eesmärk oli anda üliõpilastele ja gümnaasiumiõpilastele võimalus osaleda kosmosemissiooni loomises ja valmimises. Satelliidi ehituse ja arendusega oli seotud mitukümmend bakalaureuse-, magistri- ja doktoritööd.

ESTCube-2 orbiidi plaanitav kõrgus maapinnast oli 564 kilomeetrit ja satelliidi kiirus orbiidil umbes 7,6 km/s^[5].

Koostööpartnerid olid Tartu Ülikool, Tartu Observatoorium, Soome Meteoroloogiainstituut, GomSpace, Milrem Robotics, Foresail, Dresdeni Tehnikaülikool, Captain Corrosion, Euroopa Kosmoseagentuur ja Euroopa Komisjon.

Satelliidi orbiit

ESTCube-2 tehniline joonis. Illustratsioon Rute Marta Jansone, Anna Maskava

ESTCube-2 start oli kavandatud 2023. aasta teise poolde Vega raketi pardal Euroopa Kourou Kosmosekeskusest Prantsuse Guajaanas. Kanderaketilt heidetakse ESTCube-2 satelliit 564 km kõrgusele päikesesünkroonsele polaarorbiidile. Läbides 7,6 kilomeetrit ühe sekundiga, oleks ESTCube-2 teinud ühe ööpäeva jooksul Maale peale ligi 15 tiiru – ühe tiiru tegemiseks kulunuks ligikaudu 97 minutit.

Maa atmosfäär ja ionosfääri kihid. Autor: Rute Marta Jansone

Sellisel orbiidil oli satelliidil Eesti kohal kaks ülelendude seeriat, päevane ja öine. Mõlemas seerias oli vähemalt kolm horisondist arvestataval kõrgusel toimuvat ülelendu, tavapäraselt üks neist seniidile lähedal.

Teaduslik eesmärk

Estcube-2 insener Hans Teras keskendumas satelliidi komponentide konstrueerimisele

ESTCube-2 projekti esmane eesmärk oli pakkuda üliõpilastele ja gümnaasiumiõpilastele praktilist õpet kosmosetehnoloogia arendamisel. See tähendab, et nii satelliidi disain, prototüüp, lennumudeli kokkupanemine, testimised ja kosmoses opereerimine olid üliõpilaste vastutada.

ESTCube-2 on tavapärastest ülikoolide kuupsatelliitide missioonidest erilisem aga seetõttu, et kosmoses oleks katsetatud uudseid tehnoloogiad ja lahendusi. ESTCube-2 satelliidi missiooni põhiline eesmärk oli katsetada elektrilise päikesepurje tehnoloogia modifikatsiooni plasmapidurit^[6], mis võimaldanuks satelliidi orbiiti alandada ning pikemas perspektiivis oma töö lõpetanud satelliidi kiiremini Maa atmosfääris ära põletada.

Plasmapiduri leiutaja on Soome Meteoroloogia Instituudi teadur Pekka Janhunen. Katse õnnestumisel oleks tegemist olnud tehnoloogiaga, mis võimaldab võidelda üha aktuaalsema probleemiga Maa-lähedasel orbiidil – kosmoseprügiga ehk oma töö lõpetanud satelliitide ja nende osade kuhjumisega orbiidile. Töö lõpetanud satelliitide eemaldamine orbiidilt vähendab funktsioneerivate satelliitide ja kasutuskõlbmatu kosmoseprügi kokkupõrgete tõenäosusi.

ESTCube-2 pardal plaaniti katsetada nelja uuenduslikku tehnoloogilist lahendust:

Plasmapidurdusjõu graafiline esitus. Traat on pidevalt negatiivselt laetud ja ionosfääri plasma tõmbab laenguid enda poole. Autor: Rute Marta Jansone

• Plasmapiduri tehnoloogia katsetamine Maa ionosfääris satelliidi orbiidi kõrguse vähendamiseks selle missiooni lõpul.
• Satelliidi kõrgtasemel integreeritud pardasüsteemide ja siini testimine kosmoses. See hõlmab lisaks tavasüsteemidele miniatuurset tähejälgijat, hoorattaid, külmgaasi rakettmootorit ja satelliidi asukoha määramiseks kasutatavat raadioside eksperimenti.
• Tartu Observatooriumis ESEO projekti käigus välja töötatud maavaatluskaamerate^[7] katsetamine. Kaamerad töötavad kahes erinevas elektromagnetspektri lainepikkuste vahemikus, punases (660 nm) ja lähiinfrapunases (857 nm) lainealas. Kaamerate lahutusvõime maapinnal on 27 meetrit piksli kohta. Nende eesmärk oleks olnud mõõta Maa taimestiku vegetatsiooniindeksit NDVI.
• Satelliidil oleks katsetatud mõne aatomikihi paksust korrosioonivastast materjali, mille on välja töötanud ettevõte Captain Corrosion (omanikuks on Tartu Ülikooli teadur Maido Merisalu). Kattematerjal oli loodud aatomkihtsadestamise meetodil.

Side satelliidiga

Satelliidi juhtmoodul

Satelliidi juhtimiseks ja sellelt andmete saamiseks plaaniti kasutada raadiosidet. ESTCube-2 pardal oli kolm erinevat raadiosaatjat või -vastuvõtjat.

Igapäevane raadioside toimunuks raadioamatööride 70 cm laineala satelliitside segmendis sagedusel 435,800 MHz. Selles lainealas oleks saadetud satelliidile pakettside AX.25 protokolli kasutades käske ning võetud vastu suhteliselt väiksemamahulist infot satelliidi pardalt. Selle raadiosidekanali standardkiirus oli 9600 bitti (ehk 1,2 kB) sekundis, eksperimentaalselt saanuks kiirust tõsta kuni neli korda.

Suuremahuline raadioside – eeskätt maavaatluskaamerate piltide alla laadimine – leidnuks aset nn IARU 13 cm lainealas, sagedusel 2425 MHz. Andmeedastuskiirus selles sagedusalas oli ligikaudu 1 megabitt sekundis.

Kolmas raadiokanal raadioamatööride 2 m lainealas (sagedustel 145,8–146,0 MHz) oli ette nähtud satelliidile käskude saatmiseks hädaolukorras. Selles lainealas töötas ka raadioamatööridele ESTCube-2 vahendusel kahepoolse side pidamiseks mõeldud pakettside repiiteri vastuvõtukanal. Ka selle sidekanali andmeedastuskiirus oli 9600 bitti sekundis. Selle sidekanali kaudu satelliidile saadetud AX.25 protokollile vastavad andmepaketid saatnuks satelliit uuesti eetrisse 70 cm lainealas.

Kuna satelliidi raadioside töötas amatöörraadio sagedusalades, pidid enamik sidepidamiseks kasutatavatest andmeformaatidest olema avalikud. Seetõttu oleks ESTCube-2 andmeid olnud võimalik vastu võtta kõigil huvilistel.

Rahastus

ESTCube-2 orienteeruv kogumaksumus oli 250 000 eurot. Satelliit saadeti orbiidile Euroopa Komisjoni programmi "In-Orbit demonstration/Validation" raames.

ESTCube-2 oli rahastatud eraannetajate ja Tartu Ülikooli Tartu Observatooriumi toel. Ettevõtja Ahti Heinla toetas ESTCube-2 projekti käivitamist olulise panusega. Ühisrahastusplatvormil Hooandja läbi viidud kampaania raames annetas üle 400 toetaja ESTCube-2 arendustööde jaoks 38 753 eurot.^[8]

Sündmused

• 22. juunil 2022 sõitis ESTCube'i meeskond koos satelliidiga Brnosse Tšehhis, saatjatena olid kaasas Laur Edvard Lindmaa, Michelle Lukken, Kristo Allaje ja Sergei Kuzmin.^[9][10]

Vaata ka

• ESTCube-1

Viited

1. "Tudengisatelliit ESTCube-2 jõudis Maa orbiidilel" ERR Novaator, 9. oktoober 2023
2. ESTCube. "ESTCube-2 missioon". Vaadatud 05.01.2022.
3. Euroopa Kosmoseagentuur. "Technology CubeSats". Vaadatud 05.01.2022.
4. Andrew Parsonson. "Two Vega VV23 Payloads Failed to Deploy". Vaadatud 22.11.2023.
5. "ESTCube-2 missioon". ESTCube-2 missioon. Vaadatud 29. mail 2023.
6. Pekka Janhunen (2010). "Electrostatic Plasma Brake for Deorbiting a Satellite". Journal of Propulsion and Power. Vaadatud 5.01.2022.
7. "ESEO kaamerate infoleht Euroopa Kosmoseagentuuri juures". Vaadatud 14. oktoobril 2023.
8. "ESTCube-2 sai Hooandjas hoo sisse: enam kui 30 000 eurot koos". Delfi Forte. Originaali arhiivikoopia seisuga 15. detsember 2019. Vaadatud 15. detsember 2019.
9. 22. juuli 2023, Egeli Raudmäe, ESTCube-2 alustas teekonda Tšehhi, postimees.ee
10. 22.07.2023, ESTCube-2 teekond kosmosesse, EESTI TUDENGISATELLIIDI SA

Välislingid

• estcube.eu – ESTCube-2 projekti koduleht
• "Tudengid loodavad ESTCube-2 saata kosmosesse augustis" ERR, 4. jaanuar 2022
• Flight VV23 - 8 October – Golden Horizon | THEOS-2 & FORMOSAT-7R/TRITON | Vega Launch | Arianespace - ESTCube-2 stardi video, 9. oktoober 2023