Swayam

Swayam flyg- och kvalifikationsmodell

Swayam är en 1-U picosatellit ( CubeSat ) utvecklad av studenterna vid College of Engineering, Pune . De har framgångsrikt slutfört monteringen av flygmodellen med en storlek på 1-U och en vikt på 990 gram under ledning av Indian Space Research Organisation ( ISRO) i januari 2015. Satellitens strukturella design, design av dess elektroniska och kontrollsystem samt tillverkningen av satelliten utfördes av studenterna. Projektet slutfördes under 8 år och mer än 200 studenter arbetade med det. Satelliten lanserades av ISRO den 22 juni 2016, tillsammans med Cartosat-2C av Polar Satellite Launch Vehicle C-34 från den andra uppskjutningsrampen vid Satish Dhawan Space Center , Sriharikota, Indien. Satelliten ska placeras i låg jordomloppsbana (LEO) runt jorden på en höjd av 515 km.

Satellitens nyttolast är punkt-till-punkt-paketkommunikation med vilken en användare kan skicka och ta emot meddelanden från en punkt till en annan punkt på jorden . Det vetenskapliga syftet med satelliten är att demonstrera passiv attitydkontroll för att stabilisera och orientera satelliten på lämpligt sätt. Denna teknik används för första gången på en indisk satellit. Ett annat mål är att tillhandahålla kanalkarakterisering med låg omloppsbana i UHF - skinkabandet .

Om programmet

Mission Swayam är det första satellitprojektet inom COEP:s Satellite Initiative under CSAT-programmet. Teamet består av studenter från nybörjare till seniorer och spänner över alla ingenjörsdiscipliner på högskolan. Projektet är i egentlig mening ett tvärvetenskapligt projekt. Eleverna i detta team väljs ut efter en rigorös urvalsprocess. Utöver det akademiska arbetet arbetar teammedlemmarna dedikerat med detta projekt året runt för att hålla projektets deadlines. Teamet kan stolt hävda att de har publicerat mer än 15 forskningsartiklar på internationella konferenser under de senaste 7 åren i rad.

Delsystem

Satellitteamet är brett uppdelat i fem delsystem.

Attitydkontrollsystem

Attitydkontrollsystemet (ACS) styr det dynamiska beteendet hos satelliter som orientering och rörelse hos satelliter. I Swayam implementeras tekniken för passivt magnetiskt attitydkontrollsystem (PMACS) för första gången på en indisk satellit. Det unika med tekniken är att den styr satellitens orientering utan någon strömförbrukning med rimlig noggrannhet för kommunikation. Det är satellitens vetenskapliga uppdrag att bevisa att PMACS är en robust och kostnadseffektiv lösning för attitydkontroll.

Det primära syftet med ACS är att uppnå en konfiguration som är gynnsam för kommunikation. Jordens magnetfält kommer att användas för att uppnå detta. Komponenter i passiv ACS inkluderar permanentmagneter och hysteresstavar. Hysteresstavarna är mjuka magnetiska material som dämpar satellitens vinkelsvängningar och magneten riktar in antennen längs jordens magnetfält.

För att utvärdera satellitens attitydbeteende i omloppsbanan har satellitens rymdförhållanden och dynamiska beteende simulerats genom en egenutvecklad programvara. Från simuleringsresultaten har det observerats att stabiliseringen av satelliten till den föreskrivna orienteringen, dvs antennen längs jordens magnetfält, tar cirka 15 till 20 dagar.

ACS använder ett MEMS-gyroskop för stabiliseringsdetektering. Med hjälp av data från gyrosensorn deklarerar omborddatorn satellitens stabilitet.

Kommunikation

Kommunikationsdelsystemet ansvarar för att möjliggöra halvduplexkommunikation av satelliten med olika markstationer i hambandet 434–438 MHz som används både för upplänkning och nedlänkning av data. Frekvensen som används av satellit kommer att vara 437,025 MHz. Kommunikationsundersystemet kan delas upp ytterligare i två delar:

Rymdskepp

Delsystemet består av:

Markstationssegment

Teamet har etablerat en fullt fungerande markstation i lokalerna med upplänks- och nedlänkskapacitet i både 435 MHz- och 145 MHz-bandet. Teamet har framgångsrikt tagit emot signaler från olika analoga och digitala satelliter och uppgifterna har verifierats från respektive satellitteam. Marksegmentet inkluderar en uppsättning av två korsade Yagi-antenner för 434-438 MHz-bandet och en enkel Yagi Uda- och potatisstötantenn för 144–148 MHz-området.

Inbyggd dator

Undersystemet omborddator (OC) är ett feltolerant mikrokontrollerbaserat system. Mikrokontrollern som används är AT91SAM7x512. Det är det andra delsystemet som startar efter strömförsörjning och spelar en stor roll vid antennplacering. Under uppdragets gång samlar OC in avgörande data om hälsan hos de olika systemen inom satelliten och lagrar den i ett icke-flyktigt minne, bara för att skickas till markstationen på begäran. Den hanterar också nyttolasten för punkt-till-punkt-kommunikation genom att lagra och skicka meddelanden på lämpligt sätt. OC:s huvudroll är att hantera den uppsättning kommandon som tas emot från markstationerna via kommunikationssystemet. OC är satellitens huvudkontrollsystem.

Kraft

Power Subsystem är helt analogt till sin natur och även helt autonomt i sin funktion, eftersom det är det första subsystemet som startar efter lanseringen. Den ger ström till alla elektriska system ombord på satelliten och skyddar dem från elektriska fel. DC-DC-omvandlare används för konditionering och reglering av effekt. Belastningsskyddskretsar är designade för trippel redundans och fungerar i samordning med omborddatorn och terminalnodskontrollern. Kraftsystemet är ansvarigt för utplaceringen av antennen för kommunikationssystemet genom en strömstöt. Li-ion-batterier används för energilagring. Inbyggda spännings-, ström- och temperatursensorer övervakar satellitens elektriska och termiska status och tillhandahåller en kritisk del av hälsoövervakningsdata (HMD).

Strukturera

Strukturdelsystemet är ansvarigt för att tillhandahålla en robust kropp för satelliten som kan inrymma alla komponenter och skydda dem från rymdens svåra förhållanden. Jämförande studier av olika material visade att Al 6061-T6 är bättre lämpad. Därför har den använts för satellitens huvudram. Andra material som ABS, FR4 har också använts enligt de specifika kraven. Alla dessa material testades först för sina egenskaper innan de togs i bruk. Satellitens huvudstruktur består av fyra skenor och två ramar. Tre PCB:s är arrangerade i ett U-däck, med batteripaketet i mitten.

Vibrationsanalys: Under uppskjutning utsätts satelliten för intensiva vibrationer. Den måste kunna upprätthålla dessa. För detsamma har simuleringar körts och validerats genom att utföra tester på både kvalifikations- och flygmodellen.

Termisk hantering och kontroll: Satellitens temperatur måste hållas inom ett visst område för att säkerställa korrekt funktion. Ett passivt termiskt system har använts i Swayam. Isoleringsmaterial som kapton , vit färg, lågemitterande tejp, svart tejp och optisk solreflektor används. Det termiska systemet har testats i termovakuumtestet (på QM och FM) och varmt och kallt test (på QM).

Prestationer

Teamet har publicerat och presenterat olika artiklar på olika konferenser. År 2011 blev en av grundarna av detta initiativ, Nischay Mhatre, den första indianen som tilldelades det prestigefyllda Luigi Napolitano-priset av IAF för sina publikationer vid den internationella astronautiska kongressen som ung vetenskapsman under 30 år.

Swayam-satelliten belönades också med Gandhian Young Technological Innovation Award för år 2016, under kategorin Aerospace Engineering av Society for Research and Initiatives for Sustainable Technologies and Institutions.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Swayam&oldid=1142236425 "