Tämä on lupaava artikkeli.

Aalto-1

Wikipediasta
Tämä on arkistoitu versio sivusta sellaisena, kuin se oli 14. tammikuuta 2015 kello 11.18 käyttäjän Gopase+f (keskustelu | muokkaukset) muokkauksen jälkeen. Sivu saattaa erota merkittävästi tuoreimmasta versiosta.
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Aalto-1
Aalto-1:n räjäytyskuva
Aalto-1:n räjäytyskuva
Organisaatio Aalto-yliopisto
Kohde LEO
Tehtävän kesto ~2 vuotta[1]
Massa 3 kg
Aiheesta muualla
Virallinen sivusto

Aalto-1 on Aalto-yliopiston avaruustekniikan opiskelijaprojektina toteutettava CubeSat-satelliitti. Satelliitin kehittäminen alkoi keväällä 2010, ja se suunniteltiin laukaistavan avaruuteen noin viisi vuotta myöhemmin syksyllä 2015. Aalto-1 on ensimmäinen kokonaisuusessaan Suomessa suunniteltu ja rakennettu satelliitti.[2]

Aalto-1:n tehtävä avaruudessa koostuu kahdesta pääosasta. Ensimmäisessä vaiheessa havainnollistetaan satelliitin AaSI- ja RADMON-hyötykuormien toimintaa niiden käyttöönoton jälkeen.[1] Havainnollistamisvaiheen jälkeen tehtävän tiedeosio alkaa. Tiedeosio on jaettu kahteen alaosioon, joista ensimmäisessä käytetään kaukokartoitukseen tarkoitettuja AaSI- ja RADMON-hyötykuormia. Jälkimmäinen alaosio on tarkoitettu plasmajarrun käyttöön. Koko satelliittimission tähdätään kestävän kaksi vuotta.[1]

Historia

Aalto-1:n suunnittelu alkoi keväällä 2010, ja sen esisuunnitelma saatiin valmiiksi saman vuoden syksyllä. Satelliitin suunnittelun PDR-katselmus (lyhenne sanoista Preliminary Design Review) oli joulukuussa 2011.[3] Satelliittia suunniteltiin tällöin laukaistavaksi vuoden 2013 lopulla tai 2014 alussa.[4] Satelliitti olikin tarkoitus laukaista vuoden 2014 lopulla Guayanan avaruuskeskuksesta,[5] mutta projektin viivästysten takia laukaisua jouduttiin lykkäämään myöhemmäksi.

Satelliitista rakennetaan ennen avaruuteen lähetettävää lentomallia kaksi kehitysversiota, fyysinen malli ja sähköinen malli (ns. insinöörimalli). Fyysisellä mallilla testataan mahtuvatko satelliitin suunnitellut osat annettuun tilaan. Sähköisen mallin järjestelmät rakennetaan mahdollisimman samanlaisiksi lopullisen lentomallin kanssa, ja niillä kokeillaan satelliitin järjestelmien ja hyötykuormien toimimista erilaisissa olosuhteissa ennen varsinaisen lentomallin rakentamista.[6]

Satelliitin alijärjestelmiä päästiin kokeilemaan maaliskuussa 2014 Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa. Nanosatelliittien järjestelmiä ei tyypillisesti säteilytestata kokeiden korkean hinnan takia, ja Aalto-1:n järjestelmät pääsivät kokeisiin Jyväskylän RADEF-laitokselle peruutuspaikan ansiosta parin viikon varoitusajalla.[7] Satelliitin tärinätestit saatiin päätökseen VTT:llä joulukuun alussa 2014, ja niissä ilmeni joitakin pieniä ongelmakohtia.[6]

Aalto-1 -projekti on synnyttänyt esimerkiksi suomalaisen Iceye-yhtiön, joka pyrkii kehittämään satelliittipohjaisen jääinformaatiopalvelun arktisille alueille.[6]

Aalto-1:stä laukaisusta avattiin avoin tarjouspyyntö huhtikuussa 2014,[8] jonka yhdysvaltalainen SpaceX voitti. Satelliitti laukaistaan Falcon 9 -kantoraketilla[2] avaruuteen vuoden 2015 syksyllä.[9] Aalto-1:n laukaisuvälittäjä on hollantilainen Innovative Solutions in Space. Samassa laukaisussa avaruuteen lähetetään noin 80 nanosatelliittia, mikä tekee siitä eniten satelliitteja kiertoradalle vieneen yksittäisen laukaisun.[2]

Satelliitin lentomallille tehdään vielä ennen laukaisua keväällä 2015 erilaisia testejä. Suurista testeistä on vielä jäljellä lämpötyhjiötestit, joissa selvitetään miten satelliitti kestää avaruuden suuria lämpötilanvaihteluita.[2]

Yliopiston seuraavan satelliitin suunnittelu oli käynnistetty 2012.[10] Aalto-1:n jälkeen rakennettavan Aalto-2:n mallia rakennettiin toukokuussa 2014.[8]

Rakenne

Aalto-1:n malli Otaniemessä.

Aalto-1 on kooltaan kolme CubeSat-yksikköä, ja sen ulkomitat ovat 100 × 100 × 340,5 mm.[1] Sen sisällä olevat piirilevyt ovat järjestetty kahteen pinoon, joista käytetään nimityksiä lyhyt ja pitkä pino. Pitkä pino on suorassa kulmassa satelliitin pituusakseliin nähden, ja lyhyt pino on akselin suuntainen. Pitkään pinoon on sijoitettu satelliitin radiolaitteet, päätietokone, AaSI-spektrometri ja asennonsäätöjärjestelmä.[1] Lyhyeen pinoon on sijoitettu RADMON-säteilyilmaisin ja plasmajarru. Satelliitin voimanlähteenä ovat sen ulkokuoreen kiinnittetyt aurinkokennot.[1]

Alijärjestelmät

Satelliitin alijärjestelmiin kuuluvat päätietokone (OBC), navigaatio- (iADCS, GPS), kommunikaatio- (COM), sähkö- (EPS), runkorakennejärjestelmä (STR) ja hyötykuormajärjestelmät (AaSI, RADMON, EPB).[1] Satelliitin päätietokoneen (OBC) pohjana on Atmelin AT91RM9200-suoritin. OBC käyttää I²C-, UART- ja SPI-liitäntöjä satelliitin hyötykuormien ja muiden alijärjestelmien kanssa kommunikointiin.[11] Satelliitin asennonsäätöjärjestelmä on saksalaisen Berlin Space Technologiesin ja alankomaalaisen Hyperion Technologiesin yhteistyönä kehitetty ja valmistettu iADCS-100,[12] joka käyttää kolmiakselista magnetometriä, kolmiakselista gyroskooppia, kolmiakselista akselometriä ja tähtien asemaa mittaavaa sensoria satelliitin aseman määrittämiseen. Satellitin asennon säätämiseen käytetään kolmea reaktiopyörää ja kolmea magneettikelaa. iADCS kommunikoi satelliitin muiden osien kanssa I²C- ja RS485-väylien kautta.[13]

Hyötykuormat

AaSI-spektrometri

Satelliitin päähyötykuorma on VTT:n kehittämä kuvaava Fabry-Perot-spektrometri, Aalto-1 Spectral Imager (AaSI)[14], jolla on tarkoitus kokeilla MEMS-teknologiaa avaruudessa. Spektrometri mittaa veden laatua ja erottelee maanpeitteen eri lajit.[15] AaSI saa komennot satelliitin päätietokoneelta (OBC) I²C-väylän kautta. Kuvatiedostojen siirto AaSI:n välimuistista OBC:lle tapahtuu SPI-väylän kautta.[14] Yhden välimuistillisen (16 megapikseliä) siirtämiseen kuluu minimissään 5,7 sekuntia.[14]

RADMON-säteilyilmaisin

Satelliitin toinen hyötykuorma on Helsingin ja Turun yliopistojen yhteistyönä kehitetty säteilynilmaisin.[16] Ilmaisin pystyy mittaamaan yli 10 megaelektronivoltin (MeV) protoneita ja yli 0,7 MeV elektroneja, ja sillä on tarkoitus kartoittaa aurinkotuulioloja matalalla maan kiertoradalla.[17]

Plasmajarru

Plasmajarrun 100-metrinen säie vapautetaan pyörittämällä satelliittia akselinsa ympäri

Satelliitin kolmas hyötykuorma on ilmatieteen laitoksen tutkijan Pekka Janhusen kehittämän sähköisen aurinkotuulipurjeen idean toimivuutta testaava plasmajarru.[4] Aalto-1 kiihdyttää itsensä tiedehavaintojensa tekemisen päättymisen jälkeen pyörimisliikkeeseen ja laskee ulos liean, joka varataan sähköisesti sen päästyä kymmenen metriä satelliitin ulkopuolelle.[18]

Lopulta satametriseksi[19] pidentyvää liekaa on tarkoitus käyttää satelliitin hallittuun pudottamiseen kiertoradalta.[18]

Maa-asema

Aalto-1:n päämaa-asema on Espoon Otaniemessä, ja sen operoinnista vastaa pääasiassa Aalto-yliopiston sähkötekniikan laitos. Maa-aseman on tarkoitus tulla myös osa GENSO-verkostoa.[20] Aseman UHF- ja VHF-lähetys- ja vastaanottolaitteistot sattiin valmiiksi ja käyttökuntoon kesällä 2011.[3] S-kaistan lähetys- ja vastaanottolaitteistot eivät olleet valmiit lokakuussa 2013. Satelliitin seurantaan on tarkoitus käyttää avoimen lähdekoodin Gpredict-ohjelmistoa.[20]

Katso myös

Lähteet

Viitteet

  1. ↑ a b c d e f g Aalto-1 EID: s. 7–9
  2. ↑ a b c d Mäkinen, Jari: Aalto-1 laukaistaan avaruuteen syksyllä 2015 tiedetuubi.fi. 18.12.2014. Tiedetuubi. Viitattu 31.12.2014.
  3. ↑ a b Kestilä, Antti et al.: Aalto-1, a Finnish Hyperspectral Remote Sensing Nanosatellite: a Status Update (PDF) kaukokartoituskerho.fi. 2012. Kaukokartoituskerho. Viitattu 6.1.2015. (englanniksi)
  4. ↑ a b Tähtiharrastustietoa 2. Etelä-Karjalan Novan jäsenlehti, 2011, nro 2, s. 3–4. ISSN 1238-0091. Lehden verkkoversio (PDF). Viitattu 31.12.2014.
  5. ↑ Lukinmaa, Tuukka: Maitotölkin kokoinen suomalaissatelliitti pian avaruuteen yle.fi. 1.3.2013. Yle. Viitattu 31.12.2014.
  6. ↑ a b c Naalisvaara, Mikko: Täällä rakennetaan ensimmäistä suomalaissatelliittia yle.fi. 19.12.2014. Yle. Viitattu 31.12.2014.
  7. ↑ Mäkinen, Jari: Suomen ensimmäinen satelliitti säteilytykityksen kohteena tiedetuubi.fi. 13.3.2014. Tiedetuubi. Viitattu 31.12.2014.
  8. ↑ a b Suominen, Mikko: Aalto-1 kohoaa avaruuteen 2015 hs.fi. 8.5.2014. Helsingin Sanomat. Viitattu 31.12.2014.
  9. ↑ Suomen ensimmäinen satelliitti avaruuteen syksyllä 2015 aalto.fi. 17.12.2014. Aalto-yliopisto. Viitattu 24.12.2014.
  10. ↑ Peltola, Teemu P.: Aalto-1 kohti avaruutta aamuset.fi. 10.10.2012. TS-Yhtymä. Viitattu 31.12.2014.
  11. ↑ Razzaghi, Elyas: Design and Qualification of On-Board Computer for Aalto-1 CubeSat (PDF) (s. 43, 49–50) pure.ltu.se. 25.8.2012. Espoo: Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu. Viitattu 31.12.2014. (englanniksi)
  12. ↑ http://www.nanosat.jp/images/report/pdf/NSS-05-0201.pdf
  13. ↑ http://www.berlin-space-tech.com/fileadmin/media/BST_iACDS-100_Flyer.pdf
  14. ↑ a b c Aalto-1 EID: s.21–22
  15. ↑ Suominen, Mikko: "Suomi saa ensimmäisen satelliittinsa", sivu 40-43. Tähdet ja Avaruus (Ursa ry), 1/2011
  16. ↑ Projekti wiki.aalto.fi. Aalto-yliopisto. Viitattu 31.12.2014.
  17. ↑ Vainio, Rami et al.: RADMON – Radiation Monitor for Aalto-1 Nanosatellite tucs.fi. 2012. Turun tietotekniikan tutkimus- ja koulutuskeskus. Viitattu 31.12.2014. (englanniksi)
  18. ↑ a b Khurshid, Osama; Tikka, Tuomas; Praks, Jaan & Hallikainen, Martti: Accommodating the plasma brake experiment on-board the Aalto-1 satellite (PDF) (s. 1) kirj.ee. 15.8.2013. Viitattu 31.12.2014. (englanniksi)
  19. ↑ Plasmajarrua testataan Aalto-1 -satelliitissa ilmatieteenlaitos.fi. 26.11.2013. Ilmatieteen laitos. Viitattu 31.12.2014.
  20. ↑ a b Aalto-1 EID: s. 25

Aiheesta muualla

Commons
Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Aalto-1.
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Aalto-1&oldid=14583317”