Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

KRAKsat, czyli satelita z Krakowa

KRAKsat, czyli satelita z Krakowa

W środę (3.07.2019) na orbitę ziemską trafił KRAKsat, sztuczny satelita skonstruowany przez grupę studentów z dwóch krakowskich uczelni - Akademii Górniczo-Hutniczej i Uniwersytetu Jagiellońskiego - oraz wrocławską firmę SatRevolution. Jaki cel przyświecał żakom pracującym dniami i nocami nad niewielkim stalowym pudełkiem i do czego może nas doprowadzić ta misja?

KRAKsat nie ma imponujących rozmiarów – jego boki nie przekraczają 10 centymetrów i jest niewiele cięższy od standardowego sklepowego litra mleka. Jest to satelita typu CubeSat w standardzie 1U, które najczęściej są wystrzeliwane jako dodatkowy ładunek rakiety, często dostarczający zapasy na stacje kosmiczne. Jakie zadanie ma ten niepozorny niewielki klocek? Jego celem jest sprawdzenie jak ferrofluid radzi sobie z rolą bycia kołem zamachowym. Brzmi nieco enigmatycznie? A więc od początku.

Zjeżona woda

Aby zrozumieć sedno i innowacyjność eksperymentu, należy zacząć od inteligentnej cieczy magnetycznej, najczęściej nazywanej ferrofluidem. Czym różni się od typowego płynu w klasycznych warunkach pokojowych? Oczywiście tym, że jest namagnesowany. A w jaki sposób można namagnesować ciecz? Do wody lub rozpuszczalnika organicznego wprowadza się mikroskopijne (10 nm) cząsteczki magnetytu, czyli minerału wykazującego silne właściwości magnetyczne. Aby zachować odpowiedni poziom jego rozproszenia i uniknąć sytuacji, w której drobiny łączą się ze sobą w większe fragmenty, niezbędny jest dodatek tzw. surfaktanta, czyli związku powierzchniowo-czynnego. Po wprowadzeniu do cieczy może on "zrobić" z niej emulsję, a więc stabilny układ dwóch wymieszanych substancji, które w naturze ze sobą nie "współgrają" (np. tłuszcze i woda). Z chwilą, gdy ferrofluid trafia w silne pole magnetyczne, drobinki magnetytu zawieszone w cieczy rozpoczynają przemieszczanie się, w rezultacie doprowadzając go do polaryzacji, zmieniającej objętość i kształt płynu, który zaczyna przypominać jeża (Rysunek po prawej).

Magnetyczny obwarzanek

W jaki sposób studenci chcieli wykorzystać tę nietypową substancję? Otóż, ich zamiarem było stworzenie z niej koła zamachowego. Aby tego dokonać, skonstruowali torus, czyli pustą w środku obręcz, do której wprowadzony został ferrofluid w pozornie niewielkiej ilości 12 mililitrów. Otaczając go ośmioma elektromagnesami, wprawili ciecz w ruch wirowy, którego głównym zadaniem miało być właśnie napędzanie obrotu satelity. Brzmi trywialnie? Sęk w tym, że wcale nie łatwo jest stworzyć takiego "kosmicznego obwarzanka". Musi być on zbudowany z właściwego materiału. Ferrofluidem trzeba też odpowiednio pokierować, skomunikować ze sobą wszystkie czujniki, zapewnić stosowne oprogramowanie, zaprojektować precyzyjny układ sterujący zasilaniem elektromagnesów i poukładać wszystkie elementy w spójną całość. A na koniec, obudować w taki sposób, aby to wszystko oparło się niewdzięcznym warunkom zastanym w kosmosie.

Po co to całe zamieszanie? Do tej pory nanosatelity sterowane były na układach wykorzystujących mechaniczne koła zamachowe. Dla KRAKsatu najważniejszym zadaniem jest przetestowanie, czy to zaprojektowane przez krakowskich studentów, wykorzystujące pionierskie rozwiązanie oparte na cieczy magnetycznej może być skutecznym sposobem na stabilizację satelitów i precyzyjne sterowanie nimi na orbicie. Zaproponowany system, poza innowacyjnością, cechuje także niski koszt, prostota i niezawodność ferrofluidu (w porównaniu do skomplikowanych układów mechanicznych). Wobec tego, koło zamachowe skonstruowane w ten sposób stanowi niezmiernie atrakcyjną konkurencję dla obecnie stosowanych systemów i w przyszłości może zrewolucjonizować światowy przemysł kosmiczny.

Od 19. kwietnia bieżącego roku, satelita gościł na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, na orbitę której został wyniesiony rakietą Antares 230 na pokładzie statku Cygnus, wraz z zapasami i innymi nanosatelitami. W środę, 3. lipca nastąpił długo oczekiwany początek jego misji. Obecnie KRAKsat przebywa na wysokości około 400 kilometrów, krążąc wokół Ziemi. Na jego pokładzie znajduje się również 1200 zdjęć, które nadesłali zespołowi internauci w ramach akcji #lecewkosmos.

Szczegółowe informacje na temat satelity na stronie www oraz na Facebooku.

 

Wszystkie grafiki pochodzą ze strony www i FB KRAKsat Space Systems.

 

-------------------

Ciekawe? Przeczytaj także:

 

Polecamy również
Dlaczego świat zbudowany jest z materii, a nie z antymaterii?
Spełnianie zachcianek kapryśnej molekuły, czyli o organicznej elektronice słów kilka
Chrząszcz brzmi w trzcinie
Spać, czy nie spać – oto jest pytanie