ESTCube-2

ESTCube-2 on Eesti Tudengisatelliidi Sihtasutuse ehitatav kolmeühikuline (1 ühiku standardmõõt on 100x100x113,5 mm) kuupsatelliit. Tegemist on ESTCube programmi teise satelliidiga (esimene oli ESTCube-1). Satelliit valmib 2022. aasta esimeses pooles ja see on plaanitud orbiidile saata 2022. aasta teises pooles Guajaana kosmosekeskusest Euroopa Kosmoseagentuuri kanderaketiga Vega-C.

Satelliidi arendamist alustati 2014. aasta jaanuaris, kuid vajalik meeskond ja rahastus saadi kokku alles 2016. aastal. ESTCube-2 on sarnaselt ESTCube-1-ga hariduslik-teaduslik projekt, mille eesmärk on anda üliõpilastele ja gümnaasiumiõpilastele võimalus osaleda kosmosemissiooni loomises ja valmimises. Satelliidi ehituse ja arendusega on seotud mitukümmend bakalaureuse-, magistri- ja doktoritööd.

ESTCube-2 orbiidi plaanitav kõrgus maapinnast on 564 kilomeetrit ja satelliidi kiirus orbiidil umbes 7,6 km/s. 

Koostööpartnerid on Tartu Ülikool, Tartu Observatoorium, Soome Meteoroloogiainstituut, GomSpace, Milrem Robotics, Foresail, Dresdeni Tehnikaülikool, Captain Corrosion, Euroopa Kosmoseagentuur ja Euroopa Komisjon.

Satelliidi orbiit

ESTCube-2 start on kavandatud 2022. aasta teise poolde Vega-C raketi pardal Euroopa Kourou Kosmosekeskusest Prantsuse Guajaanas. Kanderaketilt heidetakse ESTCube-2 satelliit 600 km kõrgusele päikesesünkroonsele polaarorbiidile. Läbides 7,6 kilomeetrit ühe sekundiga, teeb ESTCube-2 ühe ööpäeva jooksul Maale peale ligi 15 tiiru – ühe tiiru tegemiseks kulub ligikaudu 97 minutit.

Sellisel orbiidil on satelliidil Eesti kohal kaks ülelendude seeriat, päevane ja öine. Mõlemas seerias on vähemalt kolm horisondist arvestataval kõrgusel toimuvat ülelendu, tavapäraselt üks neist seniidile lähedal.

Teaduslik eesmärk

ESTCube-2 projekti esmane eesmärk on pakkuda üliõpilastele ja gümnaasiumiõpilastele praktilist õpet kosmosetehnoloogia arendamisel. See tähendab, et nii satelliidi disain, prototüüp, lennumudeli kokkupanemine, testimised ja kosmoses opereerimine on üliõpilaste vastutada. 

ESTCube-2 on tavapärastest ülikoolide kuupsatelliitide missioonidest erilisem aga seetõttu, et kosmoses katsetatakse uudseid tehnoloogiad ja lahendusi. ESTCube-2 satelliidi missiooni põhiline eesmärk on katsetada elektrilise päikesepurje tehnoloogia modifikatsiooni plasmapidurit, mis võimaldab satelliidi orbiiti alandada ning pikemas perspektiivis oma töö lõpetanud satelliidi kiiremini Maa atmosfääris ära põletada.

Plasmapiduri leiutaja on Soome Meteoroloogia Instituudi teadur Pekka Janhunen. Katse õnnestumisel on tegemist tehnoloogiaga, mis võimaldab võidelda üha aktuaalsema probleemiga Maa-lähedasel orbiidil – kosmoseprügiga ehk oma töö lõpetanud satelliitide ja nende osade kuhjumisega orbiidile. Töö lõpetanud satelliitide eemaldamine orbiidilt vähendab funktsioneerivate satelliitide ja kasutuskõlbmatu kosmoseprügi kokkupõrgete tõenäosusi.

Kokku testitakse ESTCube-2 pardal nelja uuenduslikku tehnoloogilist lahendust: 

 Plasmapiduri tehnoloogia katsetamine Maa ionosfääris satelliidi orbiidi kõrguse vähendamiseks selle missiooni lõpul.
 Satelliidi kõrgtasemel integreeritud pardasüsteemide ja siini testimine kosmoses. See hõlmab lisaks tavasüsteemidele miniatuurset tähejälgijat, hoorattaid, külmgaasi rakettmootorit ja satelliidi asukoha määramiseks kasutatavat raadioside eksperimenti.
 Tartu Observatooriumis välja töötatud maavaatluskaamerate katsetamine. Kaamerad töötavad kahes erinevas elektromagnetspektri lainepikkuste vahemikus, punases (660 nm) ja lähisinfrapunases (857 nm) lainealas. Kaamerate lahutusvõime maapinnal on 27 meetrit piksli kohta. Nende eesmärk on mõõta Maa taimestiku vegetatsiooniindeksit NDVI.
 Satelliidil katsetatakse mõne aatomikihi paksust korrosioonivastast materjali, mille on välja töötanud ettevõte Captain Corrosion (Tartu Ülikooli teadur Maido Merisalu). Kattematerjal on loodud aatomkihtsadestamise meetodil.

Side satelliidiga

Satelliidi juhtimiseks ja sellelt andmete saamiseks kasutatakse raadiosidet. ESTCube-2 pardal on kolm erinevat raadiosaatjat või -vastuvõtjat.

Igapäevane raadioside toimub raadioamatööride 70 cm laineala satelliitside segmendis sagedusvahemikus 435–438 MHz. Selles lainealas saadetakse satelliidile pakettside AX.25 protokolli kasutades käske ning võetakse vastu suhteliselt väiksemamahulist infot satelliidi pardalt. Selle raadiosidekanali standardkiirus on 9600 bitti (ehk 1,2 kB) sekundis, eksperimentaalselt saab kiirust tõsta kuni neli korda.

Suuremahuline raadioside – eeskätt maavaatluskaamerate piltide alla laadimine – leiab aset nn IARU 13 cm lainealas, sagedustel 2400–2450 MHz. Andmeedastuskiirus selles sagedusalas on ligikaudu 1 megabitt sekundis.

Kolmas raadiokanal raadioamatööride 2 m lainealas (sagedustel 145,8–146,0 MHz) on ette nähtud satelliidile käskude saatmiseks hädaolukorras. Selles lainealas töötab ka raadioamatööridele ESTCube-2 vahendusel kahepoolse side pidamiseks mõeldud pakettside repiiteri vastuvõtukanal. Ka selle sidekanali andmeedastuskiirus on 9600 bitti sekundis. Selle sidekanali kaudu satelliidile saadetud AX.25 protokollile vastavad andmepaketid saadab satelliit uuesti eetrisse 70 cm lainealas.

Kuna satelliidi raadioside töötab amatöörraadio sagedusalades, peavad enamik sidepidamiseks kasutatavatest andmeformaatidest olema avalikud. Seetõttu on ESTCube-2 andmeid võimalik vastu võtta kõigil huvilistel.

Rahastus
ESTCube-2 orienteeruv kogumaksumus on 250 000 eurot. Satelliit saadetakse orbiidile Euroopa Komisjoni programmi "In-Orbit demonstration/Validation" raames.

ESTCube-2 on rahastatud eraannetajate ja Tartu Ülikooli Tartu Observatooriumi toel. Ettevõtja Ahti Heinla toetas ESTCube-2 projekti käivitamist olulise panusega. Ühisrahastusplatvormil Hooandja läbi viidud kampaania raames annetas üle 400 toetaja ESTCube-2 arendustööde jaoks 38 753 eurot.

Vaata ka
 ESTCube-1

Viited

Välislingid

 estcube.eu – ESTCube-2 projekti ametlik veeb
 "Tudengid loodavad ESTCube-2 saata kosmosesse augustis" ERR, 4. jaanuar 2022

Eesti teadus
Tehiskaaslased
Eesti astronoomia