Sähköpurjekolumni 28

Sähköpurjekolumni 28.11.2013

ESTCube-1 lentää ja toimii, mutta vieläkin ilman operatiivista ohjelmistoa joka pystyisi määrittämään satelliitin asennon. Satelliitin asennonmääritysjärjestelmä käyttää aurinkoilmaisimia auringon suunnan selvittämiseen. Jokaisella kuudella sivulla on oma ilmaisimensa. Yhden sivun sensori on tosin viallinen niin että se pystyy mittaamaan vain toisen auringon kahdesta suuntakulmasta. Jäykän kappaleen asentotieto sisältää kolme muuttujaa, joten aurinkoilmaisimet eivät yksin riitä, eivätkä ne sitäpaitsi toimi satelliitin ollessa varjossa. Tästä syystä aurinkoilmaisimia täydennetään mittaamalla Maan magneettikenttä magnetometrillä ja vertaamalla tulosta mallikenttään.

Pääministeri Andrus Ansip puhuu Estcubesta Riikikogussa 17.12.2013

Auringon ja magneettikentän suuntiin perustuvaa asentotietoa täydennetään vielä gyroskoopeilla, jotka pystyvät seuraamaan asennon muuttumista itsenäisesti lyhehkön aikavälin yli. Eri anturien mittausten yhdistämiseen käytetään Kalman-suodinta. Ihannetapauksessa Kalman-suodinkäsittelyllä saadaan jatkuva, häiriötön ja tarkka asentotieto eli saadaan yhdistettyä eri asentoantureiden hyvät puolet.

Isojen satelliittien tieteellisen tarkat magnetometrit sijoitetaan yleensä useiden metrien pituisen jäykän puomin päähän, jotta satelliitin sähköjärjestelmien virrat eivät häiritsisi niitä. CubeSateissa moinen luksus ei ole mahdollista, vaan magnetometrit sijaitsevat satelliitin sisällä ja ovat siten alttiimpia häiriöille. Häiriöt pitää pyrkiä arvioimaan ja vähentämään mittauksista ennen datan käyttämistä asennon selvittämiseen.

Asentonsa muuttamiseen ESTCube-1:n on tarkoitus käyttää magneettivääntimiä eli kolmea kohtisuoraa kelaa joihin ajettavalla virralla satelliitille voidaan luoda halutunsuuntainen magneettinen dipolimomentti. Dipoli pyrkii sitten kääntymään Maan magneettikentän suuntaiseksi kuin kompassineula. ESTCube-1:n vääntimiä on koekäytetty avaruudessa ja ne näyttävät toimivan. Magneettivääntimet ovat tuttua
teknologiaa aiemmista CubeSateista. Niillä ei voi tuottaa magneettikentän suuntaista vääntömomenttia, mutta tämä ei ole ongelma naparadalla missä satelliitti lentää erisuuntaisten kenttien läpi. ESTCube-1 siis käyttää magneettikenttää sekä asentonsa määrittämiseen että sen muuttamiseen. Toiminnot eivät häiritse toisiaan koska niitä ei tehdä samanaikaisesti.

Asennonmääritysohjelmistoa on debugattu menestyksellisesti viime päivinä.  Tällä hetkellä näyttäisi siltä että asennonsäätö voidaan saadaan toimimaan suoraviivaisella työllä. Jos ja kun niin tapahtuu, sitten liekakoe voi alkaa.