Malé družice
Petr Ondráček
Anotace

Výukový materiál se věnuje problematice spojené s vývojem a využíváním perspektivní technologie malých družic a jejich budoucími trendy v různých oblastech aplikací využívajících kosmický prostor a představujících komoditu na kosmickém trhu.

Technologie malých družic provozovaných na nízkých oběžných drahách od 400 do 1200 km umožňuje podstatné snížení finančních nákladů na jejich provoz. To díky malým rozměrům a hmotnostem do 1000 kg, možnosti být vynášené do kosmu jako součást misí velkých družic, zkrácení doby předstartovních testů a délce misí do 3 let, dále používáním běžné produkce pro jejich stavbu a provoz jak družic, tak pozemních stanic. To otevírá dveře participaci malých výrobních podniků, akademických a výzkumných týmů a dalších amatérských zájemců.

Malé družice představují revoluční inovační prvek v celém řetězci od výroby kosmických technologií, prostředků pro vynášení a umisťování družic v kosmu po komunikace, řízení provozu a ochrany před kosmickým odpadem. Ty jsou dnes označovány shrnujícím pojmem „Nový kosmický průmysl“.

Oblast malých družic je svázána s řešením řady témat spojených s technickými a právními nástroji pro regulaci, správou rádiového spektra a zajištění svobodného přístupu pro využívání kosmu, ochrany družic a jejich užitečného nákladu a před znečištěním (kosmickým odpadem).

Předkládaný materiál je zaměřen na poskytnutí základní orientace v širokém souboru témat dotýkajících se problematiky stavby a provozu malých družic, zejména standardu CubeSat na nízkých oběžných drahách. Dále je určen k uplatnění ve výuce na středních školách, k dalšímu univerzitnímu studiu a v praxi.

Cíle

Získání základního přehledu o současném stavu a trendech technologie malých družic, technických a legislativních požadavků pro plánování a realizaci jejich misí, pro další univerzitní studium a využití v praxi.

Klíčová slova
Kosmos, malá družice, mise, rádiové spektrum, oběžná dráha, payload, nosná raketa, družicová konstelace, rádiová interference, standard CubeSat, pozemní segment, kosmický segment, telemetrie, SDR rádio, antény, sledovací software, simulátor CubeSat, dálkový družicový senzoring, testbed, Dopplerův efekt, Kesslerův syndrom.
Datum vytvoření
25.06.2019
Časová dotace
352 hodin
Jazyková verze
česky
Licence
Zdroje
  1. Madry Scott, Martinez Peter, Laufer Rene: Inovative Design, Manufacturing and Testing of Small Satellites, Springer, 2018, 161. ISBN 978-3-319-75093-4.
  1. Jakhu R.S.: Space Mining and Its Regulation. Springer, 2017, 181. ISBN 978-3-319-39246-2_1.
  1. Plucszek E., de Casor E., Hyland D.: The Cubesat Book, Princeton Satellite System Inc., 2010, 33, ISBN 978-0-9654701-0-0.
  1. Baron Endrew: Amsats and Hamsats. RSGB, 2018, 362. ISBN 9781-9101-9354-9.
  1. Davidoff Martin.R.: The Satellite Experimentsr´s Handbook. The American Radio Relay League,1985, 207. ISBN 0-87259-004-6.
  1. Madey J.M., Baumann R.C., Design Techniques for Small Scietific Satellite Structure, NASA Technical Note TN D-4988,1969.
  1. Wood L. and space team, Cisco Systems: Introduction to satellite constellations. Guest lecture, ISU summer session, July 2006.
  1. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development“. UN General Assembly document A/RES/55/2, 2015, (https://undocs.org/A/RES/70/1).
  1. Barron Andrew: SDR – Software Defined Radio,. Radio Society of Great Britain. 2017, ISBN 9781 9101 9346 4.
  1. United Nation Convention on International Liability for Damage Caused by Space Objects http://www.unoosa.org/oosa/en/ ourwork/spacelaw/treaties/introliabilityconvention.html.
  1. Long-term Sustainability of Outer Space Activities, COPUOS 2017, http://www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/topics/longterm-sustainability-of-outer-space-activities.html.
  1. Hedman N.: The Outer Space Legal Regime and UN Register of Space ObjectsI, Prezentace na ITU-R Symposium and Workshop on the Small Satellite Regulation and Communication Systems. Praha 2. – 4. března 2015.
  1. Mahr Eric, Tu Anh, Gupta Anil: Development of the Small Satelite Cost Model. Aerospace Corp., Presentace na NASA Cost Symposium. 2015, https://pdfs.semanticscholar.org/2654/787f913203f58ac40e01243b6b88715e20c5.pdf
  1. Ondráček Petr: Současnost a budoucnost systémů využívajících malé družice. Sborník přednášek 25. konference Radiokomunikace. UNIT s.r.o., 2015, ISBN 978-80-905345-6-8.
  1. CubeSat specification, CubeSat Design Specification Rev. 13., Califiornia Polytechnic State University, 2014.
  1. CubeSat 101: Basic Concepts and Processes for First-Time CubeSat Developers. NASA CubeSat Launch Initiative. 2017.
  1. Indipendent Verification and Validation team: NASA Operational Simulator for Small Satellites NOS3 - User Manual. NASA IV&V Fairmont. http://www.stf1.com/NOS3Website/Nos3MainTab.html
  1. Masopust J., Verřát I.,Linhart R., Voborník A., Dániel V., Svoboda P.: Aplikace malých satelitů (co nového). Sborník přednášek XXVII. Konference Radiokomunikace. UNIT s.r.o., říjen 2017. ISBN 978-80-87942-33-8.
  1. Masopust J.: VZLUSAT-1 první český nanosatelit. Prezentace na XXVII. Konferenci Radiokomunikace. Říjen, 2017.
  1. Report of the World Commission on Environment and Development: “Our Common Future”, Transmitted to the UN General Assembly as an Annex to General Assembly document A/42/427, 1987.
  1. “Transforming our world: The 2030 Agenda for Sustainable Development”, UN General Assembly document A/RES/70/1, distributed on 21 October 2015. https://undocs.org/A/RES/70/1.
  1. Karacalinglu G. Impact of new Satellite Launch Trends on Orbit Debris. Space and Safety Magazine, June 2, 2016.
  1. Kroeker E., Ghosh A., Coverstone V.: Building Engineers: A 15-Year Case Study in CubeSat Education. Proceedings of 30th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. AIAA/Utah State University, 2016 (https://pdfs.semanticscholar.org/0e6d/a27d52124fbaa812a89676853abaf1599aa5.pdf).
  1. Podzimková L., Dvořáková I.: EarthKAM –využití mezinárodního projektu NASA ve škole, http://home.pf.jcu.cz/~vnufcb/CD/pdf/VNUF23_27.pdf.
  1. Henri Y.: The ITU -Challenges in the 21stcenturyrelated to SMALL SATELLITES. Prezentace na ITU-R Symposium and Workshop on the Small Satellite Regulation and Communication Systems. Praha 2. – 4. března 2015.
  1. Matas A.: International Telecommunication Union ITU - RADIO REGULATIONS related to SMALL SATELLITE Earth Stations (TA). Prezentace na ITU-R Symposium and Workshop on the Small Satellite Regulation and Communication Systems. Praha 2. – 4. března 2015.