Teadus ja tulevik

TalTech tahab hakata satelliitide operaatoritele sidet pakkuma

Maajaam TalTechi Mektory katusel.Foto: Tallinna Tehnikaülikool/Rauno Gordon

Rubriiki toetab

TalTechi virtuaaltuurile?

Alusta siit!

Septembri lõpus paigaldati Tallinna Tehnikaülikooli (TalTechi) Mektory hoone katusele tudengisateliidi projekti jaoks tarvilik antenn, mille kaudu saab satelliitidele juhtkäske edastada ning satelliidi pardal oleva kaameraga tehtud fotosid allalaadida.

Antenn on vajalik, et ära kasutada lühikest kuni 14 minutilist ajaakent, mil satelliidid on ülelennu ajal Eesti kohal. Tegu on küll esimese TalTechi maajaamaga, kuid ülikooli kosmosevaldkonna juht Rauno Gordon näeb, et lähiaastatel võib maajaamade arv suureneda ja seda peamiselt just seetõttu, et kosmosesse saadetakse üha rohkem Eesti satelliite.

Kuna maajaam on eestlaste jaoks kasulik vaid loetud minutid on ülikoolis kaalutud mõtet, et maajaamaga võiks teenindada teisi satelliite. Selle mõtte realiseerimiseks on uuritud võimalusi liitumaks ülemaailmse võrgustikuga, mis pakub uutele satelliitide operaatoritele sidet.

Antenn ehitati ülikoolis, paigaldamiseks pidi Mektory hoonet tugevdama

TalTechi kosmosevaldkonna juhi Rauno Gordoni kinnitusel otsustati, et ülikool ei osta valmislahendust vaid ehitab ja arendab koos koostööpartneritega parabool-antenni ise.

Erinevalt paljudest teistest kuubiksatelliitidest, milleks TalTechi Koit ja Hämarik on, läks ülikool väga kiire andmeside teed ehk antenni ja satelliitide vahel katsetatakse 10 GHz raadiosagedusel 1 Mbps andmete allalaadimiskiirust.

“See kiirus on vajalik piltide allalaadimiseks satelliidilt, mida ta orbiidil teeb. Lisaks on vaja põhiliseks sideks, korralduste saatmiseks, tarkvara uuendusteks ja satelliidi seisundi jälgimiseks ka madalama kiirusega kahepoolset sidet. Selleks kasutatakse tüüpiliselt 435 MHz sagedusega ehk 70 cm lainepikkusega raadiosidet. Kiire andmete allalaadimine on ühesuunaline, pisike antenn satelliidil kosmoses kiirgab raadiolained välja ja maapeal võtame need suure parabool-antenniga vastu,” kirjeldas Gordon.

Droonikaader maajaamast Mektory hoone katusel.Foto: Tallinna Tehnikaülikool/Paul Kaspar Nurk.

Selle tarbeks ehitati 5-meetrise diameetriga parabool-antenn, millel on ka mootorid, et ta saaks ennast täpselt pöörata satelliidi suunas, kuna satelliit liigub Maa-lähedasel orbiidil meie suhtes ja enamus aega ei ole ta Eestist üldse näha.

435 MHz raadiosagedusel ei ole kahepoolseks sideks nii suurt antenni vaja. Seetõttu on kasutusel pulkadega detsimeeter-antennid, aga ka need vajavad mootoritega suunamist, et meie kohalt üle lendavat satelliiti järgida.

“Selle antenni tehnoloogia on rohkem levinud. Tegemise käigus selgus, et suured parabool-antennid on põhjusega väga kallid, motoriseeritud suunamismehhanismid peavad olema väga suured ja tugevad, et 5m diameetriga ümmargune puri peaks tuultele ja lumekoormusele vastu. Samuti on vaja tagada täpne suunamine satelliidile ka teatud väikese tuulega, et oleks enamasti võimalik satelliidiga side saavutada. Tormide puhuks antenni jala sisse disainitud “tormi-poldid”, mis keeratakse kinni, kui tuul liiga tugevaks läheb,” ütles ta.

Antenni disainisid tehnikaülikooli koostööpartnerid, abiks olid ka tudengid ja teadlased. Vastupidavust tuultele ja võimalikule lumekoormusele arvutati 3D-mudeli abil. Tulemustest lähtuvalt tehti disaini korduvalt parandusi, mistõttu julgeb Gordon anda lubaduse, et antenn peab vastu ka sajandi tormile.

Veel enne kui antenn saadi Mektory maja katusele paigaldada selgus, et hoonet ennast pidi tugevdama.

Animatsioon satelliitide trajektoorist, mis saadeti koos tudengisatelliit Koiduga tänavu suvel kosmosesse.Foto: Tallinna Tehnikaülikool/Ruhi Shaikh.

“Katus oleks antenni raskuse vastu pidanud, aga kui külgtuul oleks kõvasti tõuganud, oleks äärmisel juhul võinud esimene serv üles tõusta, siis oleks katus pealt rebitud ja võinud suurem õnnetus juhtuda. Tellisime ehitusprojekti. Vastavalt projektile kinnitati katusel olev antenni tugiraam läbi kolmanda korruse kuni teise korruse laetaladeni raudvarrastega. Ehk kui tuulel oleks jõudu, siis viiks ta minema kogu viimase korruse,” kirjeldas Gordon.

Koiduga pole veel endiselt ühendust saadud

Kuigi füüsiliselt on antenn paigas käib veel siiani selle kallal töö. Hetkel murravad tudengid pead selle kallal, kuidas saaks antenni sujuvalt pöörata õiges suunas, et saaks üle taeva lendavat satelliiti jälgida.

“Paljudele meeskonnaliikmetele pakkusid sellise mehhanismi disainimise, ehituse ja paigaldamisega seotud asjad palju kogemusi. Kõik ehitusload tuli korda ajada, antenni disain ise vajas mitmeid läbi arvutamisi. Tellisime metallosasid antenni jaoks peamiselt ühest firmast, kes tõi neid Türgi metallitehastest,”.

Suured metallist osad keevitati Gordoni sõnul alguses kokku, siis mõõdeti üle ja siis freesiti veel mõõtude järgi paika, kuna keevitus ei olnud nii täpne kui koostamiseks vaja. Enne satelliidi katusele paigaldamist katsetati mootorite tööd ning pööramist angaaris. Enne tööle hakkamist ootab antenn hetkel viimaste juhtmete paigaldamist ning tarkvara arendamist.

Antenni proovi-montaaž angaaris tänavu suvel.Foto: Tallinna Tehnikaülikool/Tõnis Tammisaar

Väiksemad 435 MHz antennid on juba praegu töös ning jälgivad satelliite, pidevalt otsitakse ka suvel kosmosesse saadetud Koitu, millega ei ole veel siiani ühendust saadud. Sellest hoolimata ei ole projektiga seotud inimesed lootust kaotanud.

Antennile loodava tarkvara abil soovitakse võimalikult palju tööst automatiseerida ehk antenn pannakse ilmaprognoosi jälgima ning vastavalt sellele reageerima. Näiteks kui tuul läheb liiga suureks, siis piltlikult öeldes pargitakse antenn ära vertikaalsesse asendisse. Ka suurte lumetormide korral asetatakse antenn vertikaalsesse asendisse.

Kui kõik läheb plaanipäraselt üritatakse TalTechi satelliitidelt maajaamale reaalajas videot edastada.

“Satelliidid on planeeritud tiirlema ümber Maa peaaegu polaarsel orbiidil, täpsemini LEO SSO ehk Low Earth Orbit, Sun Synchronous Orbit. Nad on mõeldud käima üle Põhja ja Lõunapooluse. Sellisel orbiidil lendab paar korda päevas satelliit Koit või Hämarik Eestist üle. Üks ülelend võib olla kuni 14 minutit pikk, selle lühikese aja jooksul saame raadiosidet temaga ning püüame pilte alla laadida. Ülejäänud aja seisab maajaam ootel,”.

Gordoni sõnul tahavad nad ülejäänud aega ära kasutada, et teenindada teisi satelliite.

Selles rubriigis vahendame maailma teadusuudiseid, tulevikuvaateid ning oma kõige põnevamaid tegemisi.
Oled sa DigiPRO või Geenius? Vali sobiv tellimus siit.

Üleskutse

Aita meil podcaste teha ja saa kingituseks Geeniuse kraami

Toetan Autotundi Toetan Restarti Kuulan saateid

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.