hirdetés
hirdetés

Űrkutatás

Masat-1, a hazai űripar mérföldköve

Csatlakozásunk az Európai Űrügynökséghez kulcskérdés a hazai űrkutatás szempontjából

A Műegyetem hallgatói és oktatói külső támogatók bevonásával megtervezték és elkészítették az első magyar műholdat. A 10×10×10 centiméteres CubeSat jól vizsgázott, kiállta az első próbákat a világűrben, így megalapozhatja a hazai űripar további fejlődését.

hirdetés

Ez év február 13-án sikeresen pályára állt Magyarország első műholdja, a Masat-1. Az eredetileg hallgatói kezdeményezésből kiinduló projekt elsődleges célja az oktatás, vagyis olyan magas színvonalú mérnökök képzése volt, akikre a jövőben bátran alapozhat a meglévő, valamint a további fejlesztésekre váró hazai űripar.

– Magyarország számára alapvetően ismeretlen területről volt szó, hiszen ilyen méretű misszióra, egy teljes műhold megépítésére ezidáig nem volt példa. A Masat-1 esetében a teljes projekt megtervezése hazai kézben volt. Mi magunk határoztuk meg a célkitűzéseket, és azt is, hogy mit szeretnénk elérni – hangsúlyozza Kovács Zoltán, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Elektronikus Eszközök Tanszékének tanársegédje, a Masat-1-projekt egyik rendszermérnöke.

Kiemelt szempont volt, hogy a tervezést teljesen, a gyártást pedig a lehető legnagyobb mértékben itthon végezzék, végeztessék, ezzel is igazolva a hazai fejlesztők és gyártók alkalmasságát az űriparban való tervezésre, kivitelezésre. Mindemellett a célkitűzések közé tartozott, hogy a megszerzett tudást és tapasztalatot a jövőben mind az oktatásban, mind egy következő műhold tervezésénél felhasználják. Ennek a tudásnak a megszerzéséhez azonban rögös út vezet.

A Masat-1 várható élettartamát nehéz megjósolni, mivel azt számos tényező befolyásolja
A Masat-1 várható élettartamát nehéz megjósolni, mivel azt számos tényező befolyásolja

– Nálunk nagyon sok olyan dolog hiányzik, ami a nagy űrkutató helyeken, például a NASA-nál már régen rendelkezésre áll. Ezek főleg olyan alapinformációk, amelyeket a tervezésnél figyelembe kell venni, és amelyek a jövőben lehetővé teszik, hogy egy még tökéletesebb műholdat tudjunk létrehozni – mondja Kovács Zoltán. A fejlesztés során az egyetem tudásbázisára alapozva folyamatosan fejlesztették ismereteiket, hogy végül elkészülhessen a Masat-1.

Alapadatok a tervezéstől a repülésig

Az első magyar műhold tervezési és kivitelezési munkálatai négy és fél évet vettek igénybe. A kezdeti lemorzsolódás után 15-20 hallgató vett részt a projektben, azonban a pontos létszámot lehetetlen megmondani, mivel (mint minden egyetemi projektnél) itt is számolni kellett a hallgatói fluktuációval. A rendszermérnök hozzáteszi: a Masat-1 ilyen szempontból különleges, mivel volt egy hallgatókból álló kemény mag, akik nagyon korán elköteleződtek a projekt mellett, és végig is vitték az egészet. Emellett persze akadtak jó néhányan, akik időközben csatlakoztak, majd távoztak a projektből.

Maga a műhold egy kocka, aminek a geometriai méretét a CubeSat szabvány határozza meg. Ez 10 cm×10 cm×10 cm-es külső méretet, 1 kilogrammos tömegkorlátot, továbbá bizonyos bevonatolási előírásokat ad meg. A szabványosított méretnek köszönhetően bármely hordozórakéta alkalmassá tehető arra, hogy befogadjon egy ilyen műholdat. Nem egyszerű azonban azt elérni, hogy a műhold valójában felkerüljön egy rakétára. – Nekünk három és fél évnyi küzdelem volt azt elérni, hogy egy rakéta befogadja a műholdat – tájékoztat Kovács Zoltán.

A villamos tervezés a BME hallgatóinak és mérnökeinek munkája
A villamos tervezés a BME hallgatóinak és mérnökeinek munkája
A Masat-1 elliptikus pályán kering, amelynek földközeli pontja 350 kilométer, földtávoli pontja 1450 kilométer körül van. A műhold naponta 6-7-szer halad el Magyarország fölött, a láthatósági idő néhány perctől 15-20 percig tart. Mivel alapvető fontosságú volt a megbízhatóság, minden rendszert megdupláztak, és az űripari elvárásoknak megfelelően készült egy mérnöki példány, amelyen a tesztelést végezték, valamint egy repülő példány, amely februárban sikeresen pályára állt. Földi állomásból is kettő van: egy elsődleges a Műegyetem E épületének tetején, innen történik a vételek jelentős része, valamint egy másodlagos állomás Érd térségében.

A Masat-1 várható élettartamát nehéz megjósolni, mivel azt számos tényező befolyásolja. Az egyik legmeghatározóbb szempont az alkatrészek tartóssága, ellenálló képessége. A jó minőség és gondos válogatás ellenére a felhasznált alkatrészeket alapvetően nem űrbéli környezetre tervezték, így az űridőjárás komoly változásokat tud előidézni például a memóriában, ami akár a műhold végét is jelentheti. – Eddig két nagy erősségű napkitörést éltünk túl, amit az elektronikák elég jól viseltek – teszi hozzá a tanársegéd. A projekt vezetői három hónapot tűztek ki célul, hogy a műhold üzemeljen.

Úgy gondolják, ennyi idő elegendő ahhoz, hogy a jövőbeli fejlesztésekhez szükséges információk rendelkezésre álljanak. A tapasztalatok azt mutatják, ha egy hold túléli az első egy hónapot, akkor akár évekig is fent marad, vagyis a tervezés jól sikerült. Mindezektől függetlenül néhány év alatt a műholdak általában maguktól is megsemmisülnek a Föld légkörébe belépve. Jelenleg a Masat-1 saját magáról, valamint az űrbéli környezetről szolgáltat információkat. Az előbbiek igazolják, hogy a tervezési eljárások megfelelőek, és a hold üzemszerűen működik, a környezetmonitorozó berendezések adatai alapján pedig az űrbéli lehetőségek még jobb kihasználására nyílik mód.

Hazai tervezés

A Masat-1 projekt alapvető célkitűzése a magyarországi űrkutatás továbbfejlesztése volt, ezért mind a tervezést, mind a kivitelezést hazai környezetben igyekeztek megvalósítani. A villamos tervezés gyakorlatilag 100 százalékig a BME hallgatóinak és mérnökeinek munkája, míg a gépészeti tervezést egy magyar cég, a CAD-Terv Mérnöki Kft. végezte.

Méreteknek köszönhetően bármely hordozórakéta befogadhatja
Méreteknek köszönhetően bármely hordozórakéta befogadhatja
– Szerettük volna, ha a gépészeti tervezést is itt, az egyetemen belül tudjuk megvalósítani, de a már korábban említett hallgatói fluktuáció, valamint a nehezen átlátható szakterület miatt inkább olyan külső partnert választottunk, amelynél biztosak lehettünk, hogy végigviszi a projektet – indokolja a „kiszervezést” Kovács Zoltán.

A külső partner kiválasztásánál alapvető szempont volt a szakmai elkötelezettség és az innovativitás. Mivel az űrkutatás olyan terület, ahol nagyfokú precizitás és szaktudás szükséges, a projekt fejlesztői igyekeztek olyan cégeket választani, amelyeknek alapvető céljuk a folyamatos fejlődés. Ez a szempont mind a tervező, mind a kivitelező cég kiválasztása során érvényesült. – Mindkét partner nagyon jó szakmai kompetenciákkal rendelkezett, az űrkutatás azonban újszerű kihívást jelentett számukra. Úgy gondolom azonban, hogy ennek a kihívásnak nagyon jól megfeleltek – értékel Kovács Zoltán.

Gyártás: BME és külső partnerek

A villamos oldalon a tervezés mellett a kivitelezést is a BME hallgatói, mérnökei végezték. Ez nagyban megkönnyítette az információk pontos átadását, valamint a menet közben felmerülő problémák gyors megoldását. – Itt gyakorlatilag szinte nem is volt külső partner, kivéve azokat a cégeket, amelyektől – szponzoráció keretében – a terveink alapján legyártott PCB hordozókat és speciális, például mágneses anyagokat kaptunk. Ezeknek az elsődleges igényeit természetesen mi fogalmaztuk meg, a partnereink pedig hozzátették az adott szakterületen szakmai kompetenciájukat – jegyzi meg Kovács Zoltán.

A gépészeti kivitelezést szintén egy hazai vállalat, a Cooptim Kft. végezte. A cég a műhold szerkezeti alkatrészeit készítette el többlépcsős folyamatban. Ez megmunkálást, bevonatolást, ennek kapcsán eloxálást, majd újabb visszamunkálást jelentett. A nagyfokú precizitás miatt számos alkatrészt egyedileg kellett beállítani, kiválogatni, amit szintén a gyártó cég végzett. Bizonyos speciális alkatrészek, például a napelemek esetében elkerülhetetlen volt a külföldi kapcsolat, mivel ezeket a világon csupán néhány helyen gyártják, viszont az alkatrészek legnagyobb része magyar gépsorokon készült el.

Földi állomás a Műegyetem E épületének tetején
Földi állomás a Műegyetem E épületének tetején
A kivitelezéskor felmerülő nehézségek, újszerű kihívások ellenére a cég jól vizsgázott a projekt során, és ipari oldalról jól be tudott kapcsolódni az űrkutatás vérkeringésébe. – Nagyban megkönnyítette a gépészeti munkát, hogy csupán egy tervező- és egy kivitelezőpartner vett részt a projektben, amelyek viszonylag gyorsan megtanulták egymás nyelvezetét, és így egy idő után könnyűvé vált a kommunikáció – hangsúlyozza Kovács Zoltán. A műhold külső anyaga a repülőgépiparban és az űriparban egyaránt használt speciális alumíniumötvözet, amelyet külföldről rendeltek.

Kuriózumát az adja, hogy egy műhold esetében a szakmai előírások sokkal szigorúbbak, mint általában az iparban. – Ezalatt azt értem például, hogy az alkatrészek minden egyes paraméterét vissza kellett mérnünk, ellenőriznünk kellett, hogy valóban megfelelnek-e a terveknek – mondja a mérnök. A pontos méréseken kívül a projekt fejlesztői számos tesztet is elvégeztek a felbocsátás előtt. Elmondásuk szerint a CubeSat projekt kapcsán készült műholdak sikertelenségének legfőbb oka a hibás, elkapkodott tervezés.

Az eredetileg amerikai egyetemek összefogásával létrejött projekt lehetőséget teremtett a hallgatók űrkutatásba való bevonására, oktatására, az idősebb generáció utánpótlására, hátránya azonban, hogy a holdak viszonylag gyorsan, általában 3-4 év alatt elkészülnek, mivel a hallgatók ennyi időt töltenek az egyetemen. Ezért nagyon gyakori, hogy a munkálatok végét elkapkodják, és így a hold nem alkalmas az üzemeltetésre.

A Masat-1 esetében a fejlesztők úgy gondolták, hogy pénzkidobás lenne elhamarkodni az üzembe helyezést, ezért megpróbáltak minél több tesztet elvégezni, és megbizonyosodni arról, hogy a hold megfelelően működik. A projekt költségvetését pontosan nem lehet megállapítani, mivel számos alkatrészt szponzoráció keretében kapott a csapat. A rendszermérnök szerint körülbelül 300-350 millió forint az az összeg, amelyből egy következő műhold megépülhetne.

További tervek

Elméletben már megszülettek a Masat-2 tervei. Az elmúlt évek alatt összegyűjtött rengeteg tapasztalat, a mérnökök elkötelezettsége, igényessége lehetőséget teremt a folytatásra, azonban a gyakorlati megvalósításnak financiális korlátai lehetnek. Magyarország jelenleg annak ellenére nem tagja az Európai Űrügynökségnek (European Space Agency, ESA), hogy több mint 15 évvel ezelőtt az elsők között lépett be a várakozó tagállamok (Plan for European Cooperating State, PECS) közé.

A projekt alapvető célkitűzése a hazai űrkutatás továbbfejlesztése volt
A projekt fő célkitűzése a hazai űrkutatás továbbfejlesztése volt
A PECS számos dologhoz enged hozzáférést, de különböző nagy projektekre, pályázási lehetőségekre csak az ESA-hoz való csatlakozás után nyílik lehetősége hazánknak. A csatlakozás késlekedésének anyagi oka van; az éves tagdíj 6-8 millió euró körül mozog. Kovács Zoltán szerint sok múlik azon, hogy lesznek-e olyan cégek a jövőben, amelyek sikeresen tudnak projektekre pályázni. Az egyetem részéről alapvető célkitűzés, hogy olyan mérnököket bocsásson ki, akik szakmailag kompetensen tudják elvégezni az adott projektfeladatot. Mielőbbi csatlakozásunk az Európai Űrügynökséghez tehát kulcskérdés a magyar űrkutatás jövője szempontjából. Kovács Zoltán hangsúlyozza: a kutatóhelyek, szakmai körök feszülten várják a döntést, hiszen számukra – és számunkra is – ez lehet a jövő záloga.

Mallász Judit
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés