Mi is az, ami minden embernek eszébe jut az űripar, az űrkutatás kifejezés hallatán? Az alábbi mondatok biztosan:

„Kis lépés egy embernek, de hatalmas ugrás az emberiségnek.”

„Réges-régen, egy messzi-messzi galaxisban...”

Nem kell azonban híres asztronautákat vagy hollywoodi sztárokat idézni ahhoz, hogy űrkutatásról beszéljünk. A Magyarországon folyó űripari fejlesztésekre is méltán lehetünk büszkék. Gondoljunk csak az első magyar műhold, a Masat–1 sikerére.

A műholdtervezés múltja, jelene és jövője

Miben különbözik a műholdtervezés más termék fejlesztésétől? Bátran kijelenthetjük, hogy a fejlesztési folyamat alapvető lépéseit figyelembe véve semmiben sem. Korábbi cikkünkben bemutattuk, milyen lépéseken haladunk végig egy termék fejlesztésekor, melyek a főbb mérföldkövek, és milyen módszereket alkalmazunk. Tekintsük át ezeket a tényezőket a műholdak tekintetében:

Milyen tényezőket veszünk figyelembe általában a tervezés során?

• esztétikai tulajdonságok
• praktikus használhatóság
• funkcionalitás
• egyedi terméktulajdonságok
• innovativitás
• termékéletút-tervezés
• alapanyag-választás
• szerszámozhatóság, gyárthatóság

A tervezés során a műholdak esetében is ugyanezeket a tényezőket vesszük figyelembe, viszont nem egyforma súllyal. A műholdak fejlesztésekor az egyedi terméktulajdonságok kialakítása, a funkcionalitás és az alapanyag-választás mindennél fontosabbak. A világűrbe bocsátott eszközök esetében számolni kell az extrém magas és alacsony hőmérséklettel, a kozmikus sugárzással, az egyéb kedvezőtlen környezeti feltételekkel, amelyek ráadásul a földi körülmények között nehezen, vagy egyáltalán nem reprodukálhatóak. A tulajdonságok közül itt a tömeget mindenképpen ki kell emelni, mivel úgy kell egy merev szerkezetet létrehozni, hogy az össztömeg minél kisebb legyen, ezen belül pedig a hasznos teher (payload) minél többet „kisajátíthasson”.

Legalább ugyanilyen fontos a termék funkcionalitásának biztosítása. Az űrkutatás és a műholdfejlesztés mindig valamilyen jól megalapozott céllal, küldetéssel kezdődik. A termékbe épített eszközöknek, berendezéseknek, alkatrészeknek üzembiztosan kell működniük. Egyetlen hiba sem megengedett, hiszen a küldetés sikere múlhat egy-egy elhibázott mérnöki fejlesztésen. Éppen ezért a műholdaknak felbocsátás előtt számtalan fizikai teszten kell átesniük, amelyek során az előírásoknak, specifikációknak megfelelően szimuláljuk az űrbéli terheléseket, valamint a szerkezeteket ezeknek a terheléseknek megfelelően méretezzük és ellenőrizzük.

A jelen projektjei

Tekintsük át, milyen műholdfejlesztéseken dolgozunk jelenleg, és ezeknek a szerkezeteknek milyen funkciókat kell betölteniük!

Masat–1 Ez volt az első űripari projektünk, amely sikerrel zárult. A 10 cm×10 cm×10 cm-es (1U) szerkezetnek a küldetése az volt, hogy méréseket végezzen, és az adatokat 3 hónapig küldje a Földre. A CAD-Terv Mérnökség feladata az antenna nyitómechanizmusának, a műhold vázszerkezetének megtervezése volt oly módon, hogy az elektronikai komponensek és az aktív elektromágneses szabályozó rendszer elférjen a napelemcellákkal határolt kis szerkezet belső terében. A küldetés sikerét bizonyítja, hogy a Masat–1 kisműhold 1061 napot töltött a világűrben, amely idő alatt folyamatosan adatokkal és fotókkal látta el a földi egységet.

3U/6U kisműholdplatform A Masat–1 tapasztalatait felhasználva vágtunk bele az ESA (Európai Űrügynökség) által felügyelt platform tervezésébe. Ez az ipari célokra kedvezően hasznosítható műholdplatform a szerkezetének mintegy felét (1,4U) képes hasznos teherként a világűrbe juttatni. Ez a platform egy teljesen új megközelítéssel épül fel, a kiszolgáló egységek kártyái és a hasznos teher is egy backplane-re elhelyezett csatlakozósorhoz kapcsolódik. Ez a módszer és az a kialakítás, hogy a szerkezet egy irányból szerelhető, lehetővé teszi, hogy a tesztek és a szerelés során a műveleti idők töredékére csökkenthetők, és kizárhatók az illesztési, pozicionálási hibák. A robusztus vázszerkezeten kapott helyet az antennarendszer és a nyitható napelemszárnyak is.

RadMag/RadCube A RadMag, azaz a sugárzást mérő tesztkészülék (hasznos teher) és a RadCube a payload kiszolgálására szolgáló 3U platform.

Plato 2.0 Szintén az Európai Űrügynökség irányításával, de már nemzetközi együttműködésben készül a Plato 2.0 műhold. A 34 kamerából álló rendszer küldetése többek között a világűr egy meghatározott részében az emberi életre alkalmas bolygók keresése. Az N-AEU és az F-AEU egység (amelyek a kamerákat látják el szinkronizációs jellel és tápfeszültséggel) gépészeti tervezését végzi a CAD-Terv Mérnöksége. A műhold tervezett felbocsátása 2024.

A fenti gyors áttekintésből látszik, hogy a műholdtervezés hatalmas felelősséggel járó, rengeteg tapasztalatot igénylő feladat. A legszerteágazóbb szaktudással rendelkező mérnöknek is szüksége van irodalomkutatásra, más műholdak tanulmányozására, a háttéranyagok és információk áttekintésére. Összességében tehát elmondhatjuk, hogy az űripari fejlesztések ugyanazon mérföldkövek mentén zajlanak, mint az ipari eszközök vagy a háztartási termékek fejlesztése, viszont sokkal szigorúbb előírások és szabványok szerint.

Mondhatjuk, hogy Magyarországon az űrkutatás még „gyermekcipőben jár”, azonban bízunk benne, hogy a fenti fejlesztések megvalósításával mi is beírhatjuk magunkat a történelembe.