Evropsko izstrelišče Kourou. Foto: Esa/Stephane Corvaja
Evropsko izstrelišče Kourou. Foto: Esa/Stephane Corvaja

To noč 3.51 po našem času bi se bo v evropskem izstrelitvenem središču Kourou v Francoski Gvajani morala prižgala raketa Vega (ArianeSpace). V njenem tovornem prostoru se skriva 53 majhnih satelitov, med njimi dva slovenska: Trisat in NEMO-HD.

A kot že nekajkrat v zadnjih dveh tednih so izstrelitev preprečijo močni vetrovi na višini 30 kilometrov.

Ker tudi to noč ni šlo, bodo najbrž morali razdreti satelite z nosilne platforme in jih znova napolniti, kar bo spet trajalo nekaj tednov.

A odločitve glede tega uradno še niso sprejeli. Tako za zdaj ni znano, ali bodo tovor res razdrli in kdaj bo ponovni poskus.

Čez nekaj dni ali nekaj tednov?

Tomaž Rodič (NEMO-HD) je za MMC še pred izstrelitvijo pojasnil, da se je tokratno okno za izstrelitev zaprlo v noči z nedelje na ponedeljek. "Na raketi je po dvanajstih dneh čakanja v stanju pripravljenosti treba ponovno napolniti baterije, kar pomeni delno razstavljanje posameznih stopenj in nekaj dni dela za ponovno vzpostavljanje pripravljenosti na polet. Situacija s sateliti je še bolj neugodna. Čeprav je Nemo-HD pripravljen, da bi v stanju pripravljenosti lahko zdržal tudi do tri mesece in več, so med 53 sateliti na krovu rakete žal tudi nekateri zelo občutljivi sateliti, ki jih je po treh tednih čakanja na izstrelitveni ploščadi treba prepeljati nazaj v hale za pripravo satelitov. Glede na kompleksnost SSMS-odprave to pomeni vsaj dva tedna dela, ker je ves tovor treba sneti z vrha rakete, prepeljati nazaj v hale za pripravo satelitov ter tam odpreti aerodinamični pokrov kapsule, nato pa ponovno namestiti zaščite za vzdrževalna dela na satelitih, priključiti zemeljsko podporno opremo in začeti ponovno preverjanje podsistemov in polnjenje baterij. Če bi se to zgodilo, bi se s pripravami vrnili nazaj na točko, kjer smo bili konec maja," je sporočil Rodič.

Satelita bi morala v vesolje že lansko poletje, pa je Vega eksplodirala. Po sanaciji bi morala spet poleteti na začetku letošnjega leta, a jo je zagodla epidemija. Zdaj jo je že večkrat vreme. Vsekakor bomo na MMC-ju dogajanje podrobno spremljali še naprej.

Video: Posnetek "prenosa v živo" oziroma izjave za javnost vodje ArianeSpace

Tabela: Ključne točke izstrelitve

DejanjeČasStanje
Izstrelitev3:51:10
Odvrženje prve stopnje+ 1m 54s
Prižig druge stopnje+ 1m 55s
Odvrženje druge stopnje+ 3m 37s
Prižig tretje stopnje+ 3m 50s
Odvrženje ščita+ 3m 55s
Odvrženje tretje stopnje+ 6m 30s
Prvi prižig stopnje AVUM+ 7m 54s
Prva ugasnitev AVUMA-a+ 15m 16s
Drugi prižig AVUM-a+ 38m 13s
Druga ugasnitev AVUM-a+ 39m 34s
Oddaja prvega (tujega) sat.+ 40m 25s
Oddaja satelita NEMO-HD+ 40m 27s
Tretji prižig AVUM-a+ 58m 46s
Tretja ugasnitev AVUM-a+ 58m 53s
Četrti prižig AVUM-a+ 1h 41m 37s
Četrta ugasnitev AVUM-a+ 1h 41m 41s
Oddaja satelita Trisat+ 1h 42m 16s
Konec Vegine misije+ 2h 4m 26s
Foto: ArianeSpace
Foto: ArianeSpace

Kako bi vse skupaj potekalo?

Kakšen je točen razpored? V priročniku ArianeSpace je opisan takole: sedem minut po prižigu bodo prve tri stopnje, pravzaprav tri zložene manjše raketice, ki druga za drugo odpadejo po uporabi, opravile najtežji del. Z nadzorovano eksplozijo bodo 756-kilogramski tovor ugrabile Zemljini težnosti in ga pririnile skozi uporno ozračje, ki bo zaradi velike hitrosti raketo treslo in temeljito preverilo njeno trdnost.

Na osmi minuti bo ogenj puhnil AVUM. To je še ena stopnja rakete, namenjena natančni oddaji tovora v tirnico. Ker je namreč satelitov 53, se jih ne more kar vse odvreči naenkrat, temveč na različnih višinah in tudi orientacijah. AVUM ima v nasprotju z "navadnimi" raketami več vrst potisnikov, ki omogočajo tako dviganje, spuščanje kot tudi obračanje v prostoru, povrhu pa še večkraten prižig motor, kar omogoča, da gredo sateliti vsak svojo pot.

Za primerjavo: prva stopnja Vege se enkrat prižge in jo je nemogoče ugasniti, saj je kot velika petarda. AVUM pa uporablja tekoče gorivo, pa še dodatne potisnike na hidrazin, kar omogoča natančnost. Tako bo v časovnem oknu od 40 minut po izstrelitvi pa vse do ure in 40 minut polagoma oddajala petdeseterico. NEMO-HD bo prišel na vrsto med prvimi ob 4.31, končal bo na višini 515 kilometrov. Trisat bo oddan v zadnji pošiljki okoli 5.33 pri 530 kilometrih. Utirjena bosta v sončnosinhrono tirnico.

AVUM s pošiljko satelitov. Foto: ESA - J. Huart
AVUM s pošiljko satelitov. Foto: ESA - J. Huart

Oddajanje satelitov je tvegan posel. Če se kakšen izmed njih loči na napačen način, lahko sledijo zaporedni trki in ogromna škoda. Verjetnost za to je nekoliko višja, ker Vega prvič oddaja več kot 50 satelitov na eni sami misiji.

Ko bo raketa svoje opravila, se pravo delo za slovenske upravljavce šele začne. Satelita bosta namreč od začetka "nemočno" v vesolju. Prvič se bosta spopadla s skrajnimi razmerami: vakuumom, temperaturami, ki se bodo hitro menjavale od hudega mraza do peklenske vročine, škodljivim vesoljskim sevanjem. Bosta vse to vzdržala? Je morebiti na napravi kakšna napaka, nedoslednost, morda kakšna protiintuitivna ranljivost?

Prvi odgovor bo za NEMO-HD prišel ob 10.43 po našem času na dan izstrelitve. Ali je Trisat preživel, bomo predvidoma izvedeli ob 15.34.

Kaj je sončnosinhrona tirnica

Če je satelit v sončnosinhroni tirnici, vedno gleda na osvetljeno površje Zemlje. Pot ga nosi "navpično" med severnim in južnim polom, satelit pa je vedno naravnan na Sonce pod istim kotom ob istem času. "Načrtovana orbita je zelo primerna za opazovanje Zemlje, saj je dovolj nizka, da dosežemo visoko ločljivost optičnih večspektralnih senzorjev in hkrati dovolj visoka za večletno delovanje satelita v orbiti. Lokalni čas preletov Slovenije bo v dopoldanskem času, ko je osvetljenost za daljinsko opazovanje najprimernejša," pojasnjujejo na Vesolje-SI.

Ponazoritev sončnosinhrone tirnice. Foto: MMC RTV SLO
Ponazoritev sončnosinhrone tirnice. Foto: MMC RTV SLO

Avdio: Studio ob 17 na temo dveh slovenskih satelitov

Slovenska satelita v vesolje

Dolga pot do izstrelitve

"Bilo je veliko presenečenje, da gre Slovenija v vesolje"

Satelita bi morala v nebo že lani. A nosilna raketa Vega je lansko poletje na eni izmed rednih izstrelitev kratko malo eksplodirala. To je bilo nepričakovano, saj dotlej ni nikoli zatajila. Preiskave so pokazale na šibkost v motorju druge stopnje Zefiro-23 (poglavje 3) in italijanski proizvajalec Avio je vmesni čas potrošil za popravke.

Izboljšana Vega bi se k poletom morala vrniti že spomladi in slovenski ekipi sta se dobro pripravili na to. Trisat so v nosilno strukturo rakete vgradili že februarja na Češkem, oboje pa prepeljali na ciljno celino. NEMO-HD pa je februarja šele prispel v Francosko Gvajano, kjer je potekala integracija; tako je vse skupaj zastavil krovni ArianeSpace.

Satelita je bilo treba varno pritrditi v tovorni prostor rakete, na način, da se naprave medsebojno ne motijo ne med izstrelitvijo ne med izpustom v orbito. To so tudi storili.

"Vse operacije na satelitu so bile vnaprej skrbno načrtovane, saj je bilo treba uskladiti integracijo z več kot 50 drugimi sateliti, ki naj bi bili izstreljeni skupaj. S tem bi glede števila naenkrat izstreljenih satelitov bistveno presegli rekord na kateri koli evropski raketi," je za MMC sporočil Tomaž Rodič s Space-SI.

Utrinki z integracije satelita v Francoski Gvajani. Foto: Tomaž Rodič
Utrinki z integracije satelita v Francoski Gvajani. Foto: Tomaž Rodič

Potem pa jo je zagodla epidemija novega koronavirusa, ki je za nekaj mesecev ustavila prav vse polete iz evropskega izstrelišča v Francoski Gvajani. Satelita je bilo treba odstraniti, zadeve vrniti v prvotno stanje. In ko se je pritisk epidemije polegel, integracijo ponoviti.

"Med praktičnim delom so se po pričakovanjih pojavljale številne težave, ki smo jih reševali sproti in temu prilagajali dnevne in tedenske načrte. Največ težav se je pojavilo med nameščanjem vmesnikov med sateliti in nosilno strukturo, spopadali smo se z anomalijami pri merjenju električnih parametrov za nekatere satelite, neskladnostmi pri medsebojnem pozicioniranju satelitov na nosilni strukturi in nestabilnostmi pri premeščanju zgornje palube z mikrosateliti. Ker je bil NEMO-HD odlično pripravljen, smo ga integrirali celo pred načrtovanim rokom, da bi zapolnili časovno vrzel med reševanjem drugih težav."

"Sodelovanje je bilo zgledno, čeprav je bilo treba usklajevati delo ekip s povsem različnimi pristopi. Na eni strani so bili velikani vesoljskega sektorja z Arianespaceom, CNES-om in ESO, ki imajo utečene tradicionalne inženirske procedure z veliko mero birokratskega nadzora in varnostnih procedur. Na drugi strani pa smo bili razvijalci malih satelitov, ki delamo po načelih nove vesoljske ekonomije, ki je mnogo bolj dinamična, manj birokratizirana in zaradi tehnološkega napredka in nižjih cen na področju mikro- in nanosatelitov pripravljena prevzemati večja tveganja. Ob zapletih so nastajala neizogibna razhajanja v predlogih rešitev, a odgovornost in ritem so vendarle narekovali velikani," je sporočil Rodič.

Skoraj popolna Vega

Vega je zmožna ponesti do 1.500 kilogramov tovora v polarno oziroma sončnosinhrono tirnico. Poenostavljeno, gre za nadgrajen stranski potisnik raket Ariane na trdo gorivo, nadgrajen z več dodatnimi stopnjami. Na leto Arianespace iz izstrelišča Kourou v Francoski Gvajani prižge od tri do štiri primerke. Vega je visoka 30 metrov, široka tri metre, njena masa znaša 137 ton, ena izstrelitev pa naj bi stala dobrih 30 milijonov evrov. Od leta 2012 jih je naštela 14 brez napake, 15. je šel po zlu. Vego izdeluje italijansko podjetje Avio, razvoj se je začel leta 1988 v okviru Italijanske vesoljske agencije, prvič je poletela leta 2012. V razvoju je že naslednica, Vega C, ki naj bi za isto ceno zmogla 700 kilogramov več tovora.

Za Vego neobičajen tovor

Vrhnja stopnja rakete Vega s prikazanim tovornim prostorom, v kateri je nova platforma SSMS, na njen pa pritrjenih dobrih 50 satelitov. Na spodnji
Vrhnja stopnja rakete Vega s prikazanim tovornim prostorom, v kateri je nova platforma SSMS, na njen pa pritrjenih dobrih 50 satelitov. Na spodnji "palubi" so zdaj že običajni razpršilniki standardno kvadratnih satelitkov, med njimi je Trisat. Na zgornji palubi pa so malo večji, med njimi NEMO-HD. Foto: ESA - J. Huart

Vega v ciljno tirnico navadno ponese slabo tono in pol tovora. Vse to je seveda odvisno od tovora; ni nujno, da je zmogljivost polno izkoriščena. Če ima satelit tono mase ali pa sam dobro zapolni 2,5 metra širok in dobrih osem metrov visok tovorni prostor, potem gre sam. Pravzaprav je takšnih večina izstrelitev; Vega ima navadno v svojih nedrjih enega večjega in prgišče miniaturnih, ki jih spotoma odvrže.

Tokrat pa ne. Skupaj s češkim podjetjem je pripravila platformo SSMS (Small Spacecraft Mission Service), na katero se lahko pritrdi več kot 50 manjših satelitov. Ti si stroške delijo, poleg tega pa jim ni treba čakati na izstrelitev nekega večjega satelita, kjer bi bili zakoniti slepi potniki.

Kaj so mikro- in nanosateliti

Razlika je v masi. Nanosateliti je imajo do 10 kilogramov, mikrosateliti med 10 in 100, mali sateliti pa do 500 kilogramov. Prednosti sta dve: nižja cena in manjši stroški, če posamezna naprava odpove. Lažje je namreč izdelati nove, kot če zataji večtonska zadeva.

Poleg tega je trg mikro- in nanosatelitov vse večji. Miniaturizacija napreduje in za neko storitev iz orbite niso nujno potrebne ogromne, pogosto večtonske naprave. ArianeSpace se tako bori za svoj delež na trgu. Konkurenca je vse močnejša; še pred dvema tednoma je podjetje SpaceX ob redni pošiljki Starlinkov (poglavje 4) vključilo nekaj manjših sopotnikov za "osupljivo nizko ceno", o kateri je poročal medij ArsTechnica. Vse več je tudi ultralahkih zasebnih raketic, ki so fleksibilnejše in dostopnejše, kar sili velikane v prilagajanje.

Kaj je NEMO-HD

Satelit NEMO-HD, plod slovenskega znanja, še v laboratroriju. Foto: Vesolje-SI
Satelit NEMO-HD, plod slovenskega znanja, še v laboratroriju. Foto: Vesolje-SI

Mikrosatelit NEMO-HD je razvil center Vesolje-SI v sodelovanju z Inštitutom za vesoljske vede Univerze v Torontu, kjer so satelit tudi izdelali, sporočajo z Vesolje-SI. Ima maso 65 kilogramov, deloval bo predvidoma pet let. Namenjen je opazovanju površja Zemlje, za to ima dva instrumenta: širokokotno in ozkokotno kamero, ki bo lahko oddajala video v živo z ločljivostjo 1920 krat 1080 pik.

Ločljivost ozkokotne kamere v osnovni svetlobi bo dobra dva metra. Če se bo torej kdo v Sloveniji med preletom ulegel na tla, bo najbrž posnet. Ločljivost pri širšem delu spektra elektromagnetnega valovanja bo znašala dobrih pet metrov.

Širokokotna kamera bo sicer imela ločljivost 40 metrov.

Zemljo bo NEMO-HD obkrožil enkrat na uro in pol. Ves čas bo opazoval tla. Ko bo v dosegu slovenske bazne postaje, bo zbrane podatke poslal domov; takrat bo tudi mogoče video gledati v živo, napovedujejo na Vesolje-SI.

Namen satelita je tehnološka demonstracija kombinacije interaktivnega opazovanja z obema kamerama. Poglavitni cilj za center pa je test same bazne postaje, ki jo želijo tudi tržiti širše po svetu. Nato bodo razvijali programsko opremo za obdelavo zbranih podatkov.

Prve tri mesece po izstrelitvi bodo namenili zagonu satelita in umerjanju senzorjev, nato pa tehnološkim demonstracijam in operativnim nalogam za daljinsko opazovanje Zemlje, ki bodo v praksi pokazale, kaj so pravzaprav dosegli.

"Poleg tega bo satelit lahko opravljal vse klasične naloge daljinskega opazovanja mest, porečij, kmetijskih in gozdnih površin, invazivnih rastlinskih vrst v urbanem in naravnem okolju ter še marsikaj koristnega. Satelit bodo povezali z zemeljsko postajo in procesno verigo za obdelavo satelitskih podatkov ter na ta način sestavili celosten, zelo napreden in učinkovit sistem za opazovanje Zemlje," je sporočil Rodič.

Kaj je Trisat

Trisat. Foto: BoBo/Miloš Vujinovič
Trisat. Foto: BoBo/Miloš Vujinovič

Trisat je nanosatelit, ki so ga v celoti razvili in izdelali na Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Univerze v Mariboru in v podjetju Skylabs. Velik je 10 x 10 x 30 centimetrov in tehta 3,8 kilograma. Za to, da ima Trisat vse, kar imajo večji, 60- ali 70-kilogramski, sateliti, primerljivi po funkciji, so morali zelo pomanjšati vse njegove sestavne dele in jih prilagoditi skrajnim razmeram v vesolju. Za okrepljeno vezje so poskrbeli v Skylabsu, kjer pravijo, da je Trisat prvi nanosatelit na svetu s celovitimi tehnikami za zagotavljanje strpnosti do napak in njihovo blaženje, kot jih je pričakovati pri naprednih sistemih visokega cenovnega razreda.

Okrepljeno elektronsko vezje, precej odpornejše proti ionizirajočemu sevanju. Foto: MMC RTV SLO
Okrepljeno elektronsko vezje, precej odpornejše proti ionizirajočemu sevanju. Foto: MMC RTV SLO

V satelitu so napajalni modul, široko- in ozkopasovna komunikacija, računalnik, navigacijski sistem in primarni instrument. Z zunanje strani so vidni samo širokopasovni anteni in sprejemnik za navigacijo, zvezdogled, ki nenehno zre v isto ozvezdje, kar omogoča prepoznavo položaja v orbiti.

Kamera, s katero zaznava Zemljo, deluje v kratkovalovnem infrardečem spektru, nevidnem človeškemu očesu. Na Zemlji takšne kamere uporabljamo za nočni vid ali nadzor kakovosti hrane. S satelitom Trisat bodo po drugi strani lahko iskali oljne madeže in plastiko na morjih, spremljali zdravje rastlin in ognjeniški prah.

Skylabs računa na prodajo platforme Trisat. Razvija že tudi naslednika, Trisat-R, ki bo šel v srednjo tirnico Zemlje na višini 6.000 kilometrov.


Pota zgodovine

Prvi umetni satelit človeštva, Sputnik 1, je pripadal Sovjetski zvezi. Foto: Nasa
Prvi umetni satelit človeštva, Sputnik 1, je pripadal Sovjetski zvezi. Foto: Nasa
Sateliti so varno v tovornem prostoru rakete. Cev skrbi za uravnavanje temperature in vlažnosti, saj Francoska Gvajana leži v tropih.Foto: ESA/CNES/Arianespace/Optique Vidéo du CSG - P. BAUDON
Sateliti so varno v tovornem prostoru rakete. Cev skrbi za uravnavanje temperature in vlažnosti, saj Francoska Gvajana leži v tropih.Foto: ESA/CNES/Arianespace/Optique Vidéo du CSG - P. BAUDON

Že davnega 17. stoletja so ata Isaac Newton ugotovili, da če topovsko kroglo izstreliš dovolj hitro, njen lok padanja sovpada z ukrivljenostjo tal. Takšna krogla vekomaj pada in nikoli ne pade na tla (če seveda odmislimo trenje z ozračjem).

Nadobudna teorija se je prvič uresničila štiristo let pozneje. Bilo je 4. oktobra 1957, ko je 60-centimetrska srebrna krogla dosegla hitrost 29.000 kilometrov na uro, ravno dovolj, da je težnost Zemlje ni povlekla navzdol. Sputnik 1 je vstopil v vesolje in v tirnico okoli Zemlje, v začudenje in občudovanje vsega sveta. To je bil prvi umetni satelit.

Hiteči Američani so sledili leto pozneje. S povsem lastno raketo Diamant A so Francozi svoj prvi satelit dobili leta 1965. Američani so nato v vesolje pomagali satelitom 12 evropskih držav. Leta 1970 sta se druščini skoraj hkrati pridružili Japonska in Kitajska. Do leta 2020 je svoj umetni satelit dobila manj kot polovica držav sveta: le dobrih 80, kar kaže, kako zahtevno je to početje.

V vsem tem času smo Slovenci vesolje bolj ali manj opazovali. V vesolje so sicer nekateri nam naklonjeni astronavti nesli nekaj simboličnih predmetov, recimo zastavo ali pa značko Raketarskega kluba Komarov, nikoli pa pravega, pravcatega satelita, ki bi nas lahko uvrstil v ekskluzivni klub.

Zdaj Trisat in NEMO-HD nadebudno čakata na svojo priložnost. Kdo ve, kako bo šlo. Zataji lahko raketa, navsezadnje je bila na enoletnem prisilnem odmoru zaradi eksplozije. Tudi satelita lahko v skrajnih razmerah vesolja odpovesta. Gre pač za naš prvi pravi korak. Kdo ve, kako bo odzvenel ... Slovenski moštvi sta na trnih, je odmevalo v oddaji Radia Slovenija, kjer sta pred kratkim gostovali. Za njima je tako rekoč deset let načrtovanja, dela, testiranja, sivih las in napetega pričakovanja. Navsezadnje bi morala NEMO-HD in Trisat v vesolje že dvakrat, pa je vedno nekaj prišlo vmes, od prestavitev do omenjene eksplozije rakete.

Kdaj bomo Slovenci dobili svojega Sputnika?