Blog

Πώς να σμικρύνετε δορυφόρους;

By Ιούνιος 30, 2018 No Comments

Τον περασμένο Μάη συμμετείχα στο 15ο CubeSat Developers Workshop στο CalPoly, στο Σαν Λουίς Ομπίσπο της Καλιφόρνιας. Η συνάντηση με την κοινότητα των CubeSat ήταν μια εξαιρετική εμπειρία. Στο συνέδριο συμμετείχαν αρκετοί μηχανικοί από τη NASA, ερευνητές από πανεπιστήμια που αναπτύσσουν διαστημικές τεχνολογίες, διοικητικοί υπάλληλοι από διαστημικές υπηρεσίες ανά τον κόσμο, με τους οποίους είχα την ευκαιρία να κάνω πολύ ενδιαφέρουσες κουβέντες. Η συμμετοχή μου στο συνέδριο ήταν μέρος ενός ευρύτερου ερευνητικού εγχειρήματος που ξεκίνησα πριν από περίπου ένα χρόνο, του οποίου κάποια πρώτα αποτελέσματα έχω ήδη μοιραστεί με συνάδελφους από το Arizona State University και το Ανώτατο Ινστιτούτο Εμπορίου Παρισιού.

Στο συνέδριο παρουσίασα μια έρευνα για το σχεδιασμό δορυφόρων για την οποία συνεργάστηκα με τον Απόστολο Μασιάκο και το Νικήτα Φωτεινάκη-Χρονά. Πρόκειται για τη σμίκρυνση δορυφόρων.

Η σμίκρυνση γενικά είναι μια μεγάλη πρόκληση σήμερα. Από τη μια, υπάρχει η δυνατότητα ανάπτυξης ενός μεγάλου εύρους εξοπλισμού – ο οποίος παράγεται μέχρι τώρα αποκλειστικά από τη βιομηχανία – σε ένα DIY τρόπο, για τη φάση. Από την άλλη, αυτή η δυνατότητα συνεπάγεται την ύπαρξη ενός τεράστιου οικονομικού δυναμικού, καθώς οι βιομηχανικοί τομείς του εξοπλισμού και των εργαλείων μπορούν να τεθούν υπό αμφισβήτηση σε πολλά επίπεδα (ένα φαινόμενο που αποκαλώ εξάλλου “Ομιχλώδη Οικονομία”). Πιο συγκεκριμένα, στο πεδίο της ανάπτυξης των CubeSats, η σμίκρυνση αποτελεί σημαντικό μέρος του σχεδιασμού και της διεργασίας ανάπτυξης.

Πράγματι, ένα σύνολο παρουσιάσεων στο συνέδριο αφορούσε στη σμίκρυνση ως μέρος είτε της εμπειρίας ενός πρότζεκτ είτε του σχεδιασμού ενός καινούργιου. Για παράδειγμα, μια παρουσίαση από το ΜΙΤ και τη NASA εξηγούσε την αποστολή του CubeSat MiRaTA για την “Δοκιμή υπό πτήση ενός εξαιρετικά μικρού και χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης ραδιομέτρου” (“Flight test new ultra-compact, low-power radiometer”).

Η μελέτη μας “Σμίκρυνση σχεδίου : μεταθέτοντας ένα προτεινόμενο πρότυπο ως απάντηση στις απαιτήσεις ενός νανο-δορυφόρου” (“Design Miniaturisation : transposing a proposed standard to meet the requirements of a nano-satellite”) πρότεινε μια νέα γλώσσα για την αντιμετώπιση της κοινής πρόκλησης.

Αντλώντας από την εμπειρία της ανάπτυξης του UPSat (από το Πανεπιστήμιο της Πάτρας και το Libre Space Foundation), συλλάβαμε ένα λεξιλόγιο που εκφράζει τη διεργασία της σμίκρυνσης. Αντί ενός αναλυτικού συνόλου οδηγιών για το πέρασμα από την κλίμακα ενός κανονικού δορυφόρου σ’αυτή του νανο-δορυφόρου, προτιμήσαμε την περιγραφή με ένα γενικό τρόπο των τελεστών που το επιτρέπουν. Παραμένοντας έτσι μινιμαλιστική, η έρευνά μας είναι χρήσιμη για τους αναπτύσσοντες διαφορετικών συστημάτων και εξοπλισμών, ακόμα και πέρα από τη διαστημική βιομηχανία.

Η διεργασία σμίκρυνσης μπορεί έτσι να αναχθεί σε τρεις τελεστές:

– Τη συμμόρφωση,

– Την παράλειψη,

– Το μετασχηματισμό.

Αυτοί οι τελεστές προήλθαν από μια εις βάθος εξέταση του σχεδιασμού που ήδη είχε γίνει από τους αναπτύσσοντες του UPSat. Εκεί, ένα σημαντικό μέρος του σχεδίου εμπνεύστηκε από το πρωτόκολλο ECSS-E70-41A της European Cooperation for Space Standardization που αφορά τη διαστημική βιομηχανία. Με άλλα λόγια, δεδομένου ενός τυπικού ορισμού των λειτουργιών ενός δορυφόρου, ανέπτυξαν το δικό τους σύστημα, στα πλαίσια της αποστολής και των περιορισμένων πόρων της.

Η συμμόρφωση συνεπάγεται την υιοθέτηση των χαρακτηριστικών του μεγαλύτερου συστήματος. Ουσιαστικά, γίνεται το ίδιο πράμα με το σύστημα των κανονικών διαστάσεων. Για παράδειγμα, ο UPSat υιοθέτησε την λειτουργία “Test Service” του προτύπου ECSS για την τέλεση δοκιμών. Η παράλειψη αγνοεί χαρακτηριστικά, καθώς δεν μπορούν όλα να χωρέσουν σ’ένα μικρό κουτί. Τέλος, ο μετασχηματισμός αποτελείται από την εισαγωγή νέων χαρακτηριστικών, την αλλοίωση μερικών χαρακτηριστικών, την επέκταση άλλων καθώς και την πραγμάτωση λιγότερων χαρακτηριστικών – ελάττωση.

Ολόκληρη η παρουσίαση – όπου μπορείτε να βρείτε και παραδείγματα – είναι διαθέσιμη στον ιστότοπο του CalPoly, όπως άλλωστε και το σύνολο των παρουσιάσεων του συνεδρίου.

Leave a Reply