Vibracijski preskusi prvih slovenskih satelitov Nemo HD in Trisat

V teh dneh se veliko govori o izstrelitvi prvih slovenskih satelitov Nemo HD in Trisat v vesolje. S ponosom lahko povemo, da sta deloma k temu pripomogla tudi Domel in VTN (Vibroakustična testiranja NELA). Za oba projekta smo v zadnjih letih izvajali vibracijske preskuse na stresalniku, za Trisat zadnjega tik pred kratkim, konec aprila 2020. Glavni namen preskusov je bil preverjanje vzdržljivosti nosilne strukture in vgrajenih komponent satelitov tekom vzletne procedure nosilne rakete Vega podjetja Arianespace.

V teh dneh se veliko govori o izstrelitvi prvih slovenskih satelitov Nemo HD in Trisat v vesolje. S ponosom lahko povemo, da sta deloma k temu pripomogla tudi Domel in VTN (Vibroakustična testiranja NELA). Za oba projekta smo v zadnjih letih izvajali vibracijske preskuse na stresalniku, za Trisat zadnjega tik pred kratkim, konec aprila 2020. Glavni namen preskusov je bil preverjanje vzdržljivosti nosilne strukture in vgrajenih komponent satelitov tekom vzletne procedure nosilne rakete Vega podjetja Arianespace.

Satelita bosta izstreljena v okviru projekta ESA-e (Evropska vesoljka agencija), s katero bo izstreljeno 53 mikro in nano satelitov iz 13 držav. Nemo HD spada v rang mikro satelitov (utirjeno jih bo 7 v okviru te izstrelitve), tehta 65 kg, ki se bo odcepil na 515 km v sončnosinhroni orbiti. Trisat spada v rang nanosatelitov, tehta slabe 4 kg (velik 10x10x30 cm) in bo utirjen na okoli 530 km.

Mikrosatelit Nemo HD bo v orbiti pet let. Je prototip mikrosatelita za interaktivno daljinsko zaznavanje z veliko natančnostjo, ki bo omogočal zajem multispektralnih podob zemeljske površine in snemanje videa visoke ločljivosti v realnem času. Z njim lahko opazujemo stanje vegetacije, voda in urbanih naselij za aplikacije od kmetijstva, gozdarstva in urbanizma do ekologije in energetike. Namen satelita je tehnološka demonstracija. [1]

Okoli Zemlje bo štirikilogramski nanosatelit Trisat krožil predvidoma šest let. V prvi vrsti je namenjen testiranju nove vesoljske elektronike. Na krovu satelita je tudi miniaturna hiperspektralna oz. multispektralna kamera, delujoča v kratkovalovnem infrardečem (SWIR) območju, ki bo vsakodnevno delala posnetke Zemljinega površja. S temi posnetki lahko natančneje spremljajo onesnaženost voda, vlažnost vegetacije, določajo žarišča požarov in zaznavajo vulkanski prah v višjih plasteh atmosfere za potrebe letalske industrije. [1]

Sam vzlet in utirjanje sta dokaj hitra, nosilna raketa doseže 100 km višine v 3 minutah. Temu primerno so prilagojene tudi testne procedure. Arianespace ima predpisane točne vibracijske profile za SSMS (Small spacraft mission service) na raketi VEGA. Testiranja so sestavljena iz precej kratkih testov, skupno manj kot 11 minut. Frekvenčno se vzbujanja izvajajo v območju od 5 Hz do 2000 Hz. Največja amplituda pospeška pa je 2,5 G.  Pri pulznem testu, sinusne oblike ob 13 Hz pa imamo amplitudo 10 G v dolžini 1s. [2],[3] 

Slika 1:  Demonstracijska nosilna struktura satelita Nemo HD na drsni mizi tekom vibracijskega preskusa

Slika 1:  Demonstracijska nosilna struktura satelita Nemo HD na drsni mizi tekom vibracijskega preskusa

Slika 2:  Spekter naključnih vibracij (dolžina ~ 2 minuti)

Slika 2:  Spekter naključnih vibracij (dolžina ~ 2 minuti)

Na podlagi izvedenih aktivnosti, analiz prenosnih funkcij in izboljšav nosilnih struktur lahko pričakujemo, da bosta oba satelita zdržala vzlet rakete. Profil vibracijskega preskusa sam po sebi ni ekstremno zahteven oz. je precej milejši od testov, ki jih delamo pri razvoju produktov za avtomobilsko industrijo (na primer motorji 484, koračni 701, ...). Je pa v tem primeru bistvo preskusov v preverjanju struktur – satelitom, ki bodo pritrjeni na Vegi, ne sme odpasti noben del, ker to lahko povzroči poškodbo drugih satelitov oz. same rakete, kar zna bit zelo drago.

Slika 3:  Vibracijski preskus ATTM Skylabs modula na nosilni strukturi satelita Trisat

Slika 3:  Vibracijski preskus ATTM Skylabs modula na nosilni strukturi satelita Trisat

Slika 4:  Nanosatelit Trisat [3]

Slika 4:  Nanosatelit Trisat [3]

Satelita Zemljo obkrožita na približno 95 minut in bosta komunicirala z zemeljsko postajo. Trisat bo nad področjem Slovenije vsak dan okoli  11 h.  Dodatne informacije o projektu, možnostih in širšem pomenu si lahko pridobite na spodnji povezavah.

Jure Pfajfar