A Szputnyik–1 felbocsátása óta az emberiség hatalmas erőfeszítéseket tett az űr meghódítására. Az elmúlt több mint hat évtizedben technológiai szintünk élvonalát képviselik az űreszközök, amelyek lehetővé tették, hogy kiterjeszthessük ismert univerzumunk határait, és jobban megismerhessük szülőbolygónkat.

Az elektronika fejlődése révén egyre intelligensebb és önállóbb rendszereket hozunk létre parányi méretekben. Magyarország már az űrkorszak kezdete óta jelentős szerepet vállalt a műholdas rendszerek tervezésében és építésében, 2012-ben pedig a Masat–1 által bebizonyítottuk, hogy hazánk önállóan is képes létrehozni és működtetni egy műholdat a világűrben. Ez a szerkezet az első olyan tíz centiméteres élhosszúságú, úgynevezett CubeSat osztályú kocka műholdak között volt, amelyek sikeresen fejezték be küldetésüket.

A Masat–1 sikere után egy, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem fia-tal hallgatóiból és tapasztalt kutatókból álló maroknyi csapat nem kisebb célt tűzött maga elé, mint hogy megalkossák a világ legkisebb, tudományos kutatási célú műholdját. Ez az eszköz a zsebműholdak, avagy PocketQube-ok osztályába tartozik, mérete kisebb egy átlagos Rubik-kockánál, össztömege pedig 250 gramm alatti.

A SMOG műholdak küldetése

Civilizációnk fenntartásával sokféleképpen szennyezzük környezetünket, melynek egyik formája az elektromos berendezések által kisugárzott, ugyanakkor nem hasznosuló elektromágneses hullámokkal okozott szennyeződés. Ez az elektroszmog bár érzékszerveinkkel nem észlelhető, a kommunikációs eszközök elterjedésével folyamatosan növekszik, és érzékeny műszerekkel kimutatható.

A SMOG műholdak parányi analizátorok segítségével képesek az űrből globálisan vizsgálni ezt a szennyezést a 430 és 860 MHz közötti frekvenciatartományban, ahol a hatás a hullámok terjedési tulajdonságaiból adódóan jól megmutatkozik. Akár egy ilyen kis méretű műhold is képes Föld körüli pályájáról folyamatosan mintavételezést végezni az adott pontban mérhető elektromágneses térerősségről, így a mérési adatok feldolgozása után előállítható egy térkép a bolygónkat elhagyó elektromágneses sugárzásról. A SMOG-projekt elsődleges célja az első ilyen jellegű, elektromágneses szennyezettséget ábrázoló térkép előállítása, innen ered a műholdak neve is.

A tartalom

A kis méret nagy előnye az olcsó pályára állítás lehetősége, ezért is vált népszerűvé világszerte a kis műholdak építése a műszaki egyetemek körében. A méretből adódó kötöttségek viszont különleges szakmai kihívások elé állították a szakembereket, a tervezésnél igen nagy szükség volt a híres magyar találékonyságra.

A spektrumanalizátor műszeren kívül a kockába bele kellett sűríteni minden olyan alrendszert, amely szükséges ahhoz, hogy ez a parányi szerkezet életben maradjon az űrben.

Az energiaellátó rendszerek napelemek segítségével biztosítják a működéshez szükséges energiát. A legtakarékosabb módon, a legnagyobb hatásfok mellett kellett ezeket a rendszereket megépíteni, hiszen a napelemmel borított felületek kis méretéből adódóan a fedélzeten mindössze 0,3 W átlagos elektromos teljesítmény állhat rendelkezésre.

Az összehasonlítás kedvéért: ez kevesebb, mint egy átlagos mai LCD-televízió kikapcsolt teljesítményfelvételének tizede.

A mérések időzítését és minden alrendszer vezérlését a fedélzeti számítógép látja el, amely gondoskodik az adatok feldolgozásáról és az üzenetek visszafejtéséről is.

A Masat–1-től eltérően sem a hely, sem az energiakorlátok nem tették lehetővé, hogy kamera vagy fényképezőgép kerüljön a fedélzetre, ehelyett a műhold olyan további kiegészítő szenzorokkal lett felszerelve, amelyek segítségével összetett tudományos kísérletek is kivitelezhetők. Ilyen például a mágneses térerősség vizsgálatára elhelyezett magnetométer, a háromtengelyű giroszkóp vagy az oldalakon elhelyezett fotoszenzorok.

Az elsődleges mérőműszereken kívül a műhold tartalmaz húsz hőmérő szenzort a struktúra termikus vizsgálatához, valamint két magnetométert, két giroszkópot és hat fényérzékelő szenzort.

Számos feszültség- és áramerősség-érték szintén monitorozható, amiből következtetéseket lehet levonni a műhold működésével kapcsolatban.

Másodlagos küldetésként a fedélzeten helyet kapott két doziméter is, melyek feladata az elektronikus alkatrészeket érő ionizációs sugárzás folyamatos megfigyelése.

A mérőrendszerekből közel száz különböző mérési adat keletkezik, amelyeket a kommunikációs rendszer rádiós áramkörei továbbítanak. Rádióamatőr műhold lévén, megfelelő vevőeszközök segítségével a műholdak adásai szabadon vehetők mindenki számára a Föld bármely pontján.

A hosszú és alapos tervezési fázis után több ezer parányi alkatrészből készültek el a SMOG műholdak, a SMOG–P és a SMOG–1.

A fejlesztőcsapat az űrprojekteknél megszokott módon két repülő példányt épített meg. Az ilyen projektek esetében az egyiket felbocsátják, míg a másik a fejlesztőknél marad arra az esetre, ha valamilyen nem várt effektust reprodukálni kell a Földön különböző anomáliák vagy műszaki meghibásodások kivizsgálásához. A szokásoktól eltérően azonban az eredetileg kizárólagos repülő példánynak szánt SMOG–1 indításának többszöri késleltetése miatt egy új startlehetőséget megragadva a tartalék példányt, a SMOG–P műholdat bocsátották fel előbb.

Az integráció után a SMOG–P-t Új-Zélandra szállították a Rocket Lab indítóbázisára, és rögzítették egy Electron típusú rakéta orrkúpjában. A SMOG–P-nek Magyarországról el kellett jutnia bolygónk egyik legmesszebbi pontjára, hogy végül 2019. december 6-án elindulhasson küldetésére a világűrbe. Az indítás eseményét Brendan Gully fényképész örökítette meg Új-Zélandon. A SMOG–P volt a világ első működő 1PQ méretű műholdja, amivel a fejlesztők világrekordot állítottak fel, egyben a SMOG–P volt akkor a világ legkisebb tudományos kutató műholdja is.

A SMOG–P mérési adatainak felhasználásával készült el az első térkép az emberi tevékenységből adódó elektromágneses szennyezettségről.

A SMOG–P-vel azonos hordozórakétával indult az ATL–1 nevű műhold is, amely a SMOG fejlesztőcsapatának közreműködésével egyedi megrendelésre készült. Az ATL–1 és a SMOG–P több mint kilenc hónapon át végzett méréseket az űrben, és működő műholdként lépett be a Föld légkörébe, ahol apró hullócsillagként fejezte be végleg küldetését.

Végül hosszas várakozás után a SMOG–1 indítása is megtörtént 2021 márciusában a kazahsztáni Bajkonurból (lásd nyitókép).

A pályára állító Szojuz–2.1a/Fregat rakéta összesen 18 ország 38 űreszközével indult útnak, amelyek között szerepelt több műholdosztály is az 500 kg-os mikroműholdaktól a 0.25U CubeSatokon át az 1PQ zsebműholdakig, beleértve az apró SMOG–1-et és a szlovák–magyar–japán  együttműködésben épült GRBAlpha műholdat is.

2021-ben kapott startlehetőséget az Európai Űrügynökség hordozórakétájával pályára állított, szintén magyar fejlesztésű RadCube műhold is.

Jelen és jövő

A SMOG–1, a GRBAlpha és a RadCube e sorok írásakor is aktívak, jeleik világszerte vehetők. Mindeközben a SMOG műholdakat fejlesztő csapat már a következő, továbbfejlesztett, MRC–100 jelzésű műholdon dolgozik. Az MRC–100 küldetése hasonló a SMOG műholdakéhoz, de a mérendő frekvenciatartományt kiterjesztették, és a küldetésben több egyetem, kutatóintézet és startup is részt vesz új fejlesztésű szenzorok és mérő-rendszerek beszállításával. A felbocsátás várhatóan 2023 elején lesz, amikor remélhetőleg kezdetét veszi egy új eredményes magyar küldetés a világűrben, a fejlesztő-csapat töretlen sikertörténetének folytatása…

Géczy Gábor

Cikkünk a Külgazdasági és

Külügyminisztérium támogatásával készült