V tomto seriálu si postupně představujeme jednotlivé položky nákladu, které do kosmického prostoru vezme první letový exemplář nové evropské rakety Ariane 6. Jako důkaz všestrannosti nového nosiče byla vybrána široká paleta zajímavých nákladů, které představují řadu unikátních studentských i vědeckých projektů. Doposud jsme si nejčastěji ukazovali CubeSaty, tentokrát to však bude náklad trochu odlišný. Je to sice družice ve tvaru krychle, ale délka hrany je poněkud nestandardní. Navíc není cílem test nějaké jednotlivosti, ale rovnou několika zajímavých technologií. Dojde na internet věcí, který bude pomáhat v ochraně ohrožených zvířat! A v plánu je i testování technologií pro servisní mise k družicím na oběžné dráze. Pojďme společně prozkoumat německou družici OOV-Cube.

OOV-Cube
Zdroj: https://www.esa.int/

OOV-Cube (On Orbit Verification Cube) je malá družice o rozměrech 25 × 25 cm, která spojuje neobvyklé cíle: testování technologií pro sledování volně žijících živočichů, internet věcí a další specifické technologie pro malé družice i budoucí velké servisní mise na oběžné dráze. Vyvinula ji Technická univerzita v Berlíně, která spolupracovala s berlínskou společností RapidCubes.  Cílem mise je vypuštění na nízkou kruhovou oběžnou dráhu ve výšce 580 km nad povrchem Země. Jedná se sice o jedinou družici, ale na její palubě je několik vědeckých experimentů a demonstračních technologií, které by mohly připravit půdu pro nové aplikace v oblasti malých družicových konstelací. „Tato mise má potenciál pomoci při řešení otázek, které jsou pro lidi na Zemi velmi důležité,“ vysvětluje Walter Frese, generální ředitel společnosti RapidCubes. “OOV-Cube poskytne vědecký základ pro spolehlivou a energeticky úspornou komunikaci, která je potřebná pro ochranu divoké přírody, a přitom nezávislá na pozemní infrastruktuře. Z hlediska širší ochrany přírody přispěje také k technickému výzkumu vedoucímu k tomu, jak zabránit vzniku kosmického odpadu.“

Společnost RapidCubes je dceřiná společnost Katedry kosmických technologií technické univerzity v Berlíně. Provozuje specifickou družicovou platformu ve váhové kategorii 10 kg, kterou nazývá TUBiX10. Jedná se už o šestou misi, která využívá tuto platformu. První byla velmi zajímavá mise S-NET, která se skládala ze čtyř družic a startovala v roce 2018. Exempláře se staly jedněmi z prvních malých družic, které demonstrovaly vícepásmovou mezidružicovou komunikaci. Další mise, která využívala tuto platformu, byla SALSAT, která startovala v roce 2020.

Provedením první experimentální demonstrace vysoce výkonného komunikačního protokolu „mioty“ pro internet věcí (využívající i umělou inteligenci) bude OOV-Cube testovat technologii, kterou lze propojit s miniaturními vysílači, jež nosí různá zvířata, a spojit je s vědci v reálném čase. To by bylo užitečné zejména v odlehlých oblastech bez pozemní infrastruktury. „Integrace naší cloudové detekční sítě do hardwaru pro strojové učení OOV-Cube je i pro nás zcela novou zkušeností,“ vysvětluje Alexander Balke, vedoucí projektu AITHER na TU Berlin. „Nikdy by mě nenapadlo, že naše práce bude jednou vynesena do kosmického prostoru při tak důležitém startu před zraky celého světa.“

V rámci mise bude rovněž testováno zpracování zachyceného obrazu přímo na oběžné dráze pomocí umělé inteligence (AI) – což je důležitá a časově úsporná technologie, která má za cíl vytvořit takové podmínky, že data o sledování volně žijících živočichů bude moci družice zpracovávat na oběžné dráze, a nikoli až později na Zemi. To výrazně ušetří čas a umožní mnohem efektivnější práci s daty, která budou poskytovat komplexnější informace s menším nárokem na čas strávený jejich podrobnou analýzou.

Tým OOV-Cube na berlínské technické univerzitě
Zdroj: https://www.static.tu.berlin/

Družice rovněž otestuje a ověří nové úsporné a účinné perovskitové solární články. Jádrem těchto solárních panelů je perovskitová sloučenina – materiál s krystalickou strukturou, který může efektivně absorbovat světlo a přeměňovat jej na elektřinu. Tyto sloučeniny jsou obvykle syntetizovány z levných a běžně dostupných materiálů, což způsobuje, že výroba je méně nákladná, než tradiční křemíkové solární panely. Tyto solární panely jsou zároveň lehčí a flexibilnější než ty běžné. Vysoký výkon poskytují také při slabém osvětlení. Existují však i nevýhody této technologie. Perovskitové sloučeniny mohou být citlivé na vlhkost, teplotu a hlavně UV záření, což může zkracovat jejich životnost. Tato mise má ověřit, jak obstojí vystaveny kosmickému prostředí. Aktuálně navíc není známá jejich životnost, která vzejde až z řady experimentů včetně toho, který bude provádět OOV-Cube.

Družice dále ověří novou širokoúhlou kameru s automatickým zaostřováním, což je nezbytným předpokladem pro dokovací manévry nutné pro budoucí servisní mise k doplňování paliva, opravám nebo přesouvání družic na jiné oběžné dráhy. Pro budoucí servisní mise na oběžné dráze je také důležité, že OOV-Cube ověří rádiový systém v pásmu L pro komunikaci mezi družicemi na nízkých a geostacionárních oběžných drahách. Toto představuje naprosto zásadní technologie pro budoucí práci s kosmickou tříští a prodlužování životnosti družic na oběžné dráze.

Družice je vybavena stabilizačním systémem tvořeným magnetickými cívkami a třemi gyroskopy. Její hmotnost je 10,3 kg a životnost je předběžně plánována na 6 měsíců. Zajímavostí také je, že provoz bude později vyučován v rámci projektového semináře SatOps, aby studenti získali praktické zkušenosti s provozem družic. Pro radioamatérské nadšence mimo TU Berlín nabízí zveřejněný protokol možnost radioamatérům přijímat signály z družice a dekódovat družicová data. Jedinečný vysílací výkon OOV-Cube 5 W v kombinaci s úzkou šířkou pásma kanálu 25 kHz umožňuje spolehlivý příjem i s levným amatérským vybavením, případně i s ruční radiotechnikou.

Zdroje informací:
https://www.esa.int/
http://rapidcubes.space/
https://www.esa.int/
https://rapidcubes.space/
https://www.tu.berlin/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/04/OOV-Cube_team
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/04/OOV-Cube
https://www.static.tu.berlin/…/OOV_Cube/OOV-CUBE-LOGO_small.png
https://www.static.tu.berlin/…Z9F9842_1920px_45bf3294f4.jpg