Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) innovatsioonikeskuse Mektory ja partnerettevõtete veetav Eesti teine satelliidiprojekt lennutab plaani järgi hiljemalt 2018. aastal 600 kilomeetri kõrgusele kuupsatelliidi, mille peamiseks tööks saab Maa skaneerimine nii nähtavas kui eeldatavasti ka infrapunavalguses.
«Kaugseiremissioonile saadetav kuubikujuline satelliit saab olema massiga ligi üks kilo ja mõõtmetega circa 10 x 10 x 10 sentimeetrit. Satelliit lendab kiirusega ligi kaheksa kilomeetrit sekundis, see läbib 14–15 korda ööpäevas oma orbiidi ja kihvt on veel see, et vähemalt korra ööpäevas lendab ka üle Eesti ja nii tekib igapäevane suhtlusaken,» võttis TTÜ/Mektory kosmoseprogrammi juht Mart Vihmand kokku satelliidi põhiomadused.
Päris kindlasti hakkab satelliit jäädvustama Maad inimsilmale nähtavas valguses niinimetatud line-scan-kaameraga, mis erinevalt tavakaamerast on fookustatud väga kitsale joonele ning pildistab laia ja mõne piksli kõrgust ala, millest hiljem pannakse kokku väga terav tervikpilt.
Orbiidilt tehtavate piltide resolutsioon peaks Eesti projekti puhul jääma ligi 200 meetrile maapinnal ühe piksli kohta. Samas tehakse tunduvalt suurema eelarve ja inimeste hulgaga loodud kosmoseprojektides tänapäeval fotosid ka lahutusega üks meeter piksli kohta.
«Seega, kosmosepildiärisse me kohe alguses kindlasti ei lähe. Küll aga tahaksime kasvatada üles põlvkonna kompetentseid tudengeid, kes hiljem lisaväärtuse maailmast meile koju tagasi toovad,» selgitas Vihmand.
Kaalutakse ka võimalust panna satelliidi pardale lähiinfrapunakaamera, seiramaks taimkatet ja muud orgaanilist.
«Kuigi Eestil pole hetkel võimalik lennutada kosmosesse väga kallist tehnoloogiat väga teravate võtete tegemiseks, planeerimegi seda kompenseerida just hea ajalise järjepidevusega igapäevaselt pilte saates,» sõnas Mart Vihmand.
Energiat kulub omajagu
TTÜ ei ole satelliidiprogrammis üksi – näiteks tehakse tihedat koostööd Tartu observatooriumiga ja koostööleping on sõlmitud maapealset jaama rajava Telegrupp ASi ja tarkvaraarendusettevõttega CGI Eesti AS.
«Andmevahetuseks maaga on ajaliselt väga lühikene aeg, mil tuleb korraga saata alla väga palju andmeid. Võtmeküsimuseks on pikslite liitmine piltideks juba kosmoses, mis võib osutuda keeruliseks piiratud energia ning arvutusvõimsuse juures. Info saatmisel kosmosest «pakkimata» kujul oleks jällegi vaja oluliselt rohkem andmemahtu,» ütles Telegrupi juht Ivo Remmelg.
Just see ongi põhjus, miks enam ei piisa andmeside pidamiseks Maaga vaid Eesti esimese satelliidimissiooni ESTCube-1 puhul kasutatud UHF-sidest, mida tuntakse televisiooniedastusel detsimeeterlainealana ja mille sagedusvahemik on 300–3000 MHz.
Käesolevas projektis luuakse juurde ühenduskanal X-ribal, mis töötab sagedusel 10 GHz ning mis olenevalt pardal saadaolevast energiast ja kasutamiseks eraldatud sagedusribast võimaldab andmesidekiirust 500 Kbit/s – 5 Mb/s.
«Pole sugugi paha tulemus, kui väikseim vahemaa jaama ja satelliidi vahel on 600 kilomeetrit ja maksimaalselt 3000,» tõdes Remmelg.
Lisaks tuleb arvestada, et signaali kättesaamiseks peab satelliit olema maajaama suhtes kahe- kuni viiekraadise täpsusega õiges asendis ja satelliitantenn Maa peal satelliidi suhtes ühekraadise täpsusega õiges asendis.
«Tõeline väljakutse ongi kõikvõimalike asendite paikasaamine. Ühelt poolt peavad olema kaamerad ülitäpselt suunatud pildistatavale objektile, teiseks suundantenni täpne asend andmeside vahetamiseks maajaamaga ning kolmandaks veel päikesepaneelide asend Päikese suhtes,» selgitas Ivo Remmelg. «Tehnilisi väljakutseid on tõeliselt palju.»
Energia saamiseks on satelliit nimelt varustatud päikesepaneelidega, mis annavad kõige rohkem energiat risti Päikese poole suunatuna. «Satelliidil on energiat roppu moodi vaja, kuna seda nõuavad eelmise satelliidi ESTCube’iga võrreldes erinevad ja kohati ka keerulisemad funktsioonid,» ütles Telegrupi juht Remmelg.
Remmelga sõnul pole satelliidil nii palju võimsust, et signaale igale poole laiali saata. Pealegi läheb nii kõrge sageduse nagu 10 GHz puhul ligi 80 protsenti võimsusest soojusena kaduma. Seega tuleb satelliiti Maa pealt – täpsemalt Tallinnas Mustamäel Mektoriy katusel olevate antennidega – ülelennuminutite ja -sekundite ajal ülitäpselt jälgida. «Kaks kraadi mööda, ja me ei näe enam midagi,» võttis Remmelg kokku.
Mitte ühe loo bänd
Mart Vihmandi sõnul võiks Eesti oma kosmoseuuringuid teha vabalt ja kergema vaevaga ka rahvusvahelise kosmosejaama ISSi pardalt välja saadetud satelliidiga, kuid kuna see ei lenda oma 56-kraadise tõusunurgaga orbiidil üle Eestis, siis ei täida ISS päris seda ülesannet, mida ühelt tudengite satelliidiprogrammilt võiks Eestis oodata.
Nimelt saab ka Eesti teine satelliidiprogramm olema taas ülikooli vedada ja suures osas tudengite teha. Seepärast on programmi peamine ülesanne taas hariduslik – eelkõige viia omavahel ühe projekti raames kokku väga erinevad tehnoloogiavaldkonnad.
Vähemalt sama oluliseks peab ülikool aga tohutut tööd tehnoloogia arendamisel ja kui kõik õnnestub hästi, siis ka tehnoloogia ja teadmiste hilisemat eksporti – olgu siis näiteks välismaiste teaduasutustega koostööd tehes.
Projektiga on otseselt seotud ligi 20 akadeemilist juhendajat eri instituutidest, kes veavad oma põhitöö kõrvalt üheksat projekti alameeskonda. Tudengeid, enamasti TTÜ magistriõppest, on omakorda projekti kaasatud enam kui 30, sealjuures üheksast rahvusest.
«Minu idee on algusest peale olnud, et teeme programmi – kui paneme bändi kokku, siis me ei plaani teha vaid ühte lugu. Kosmosevaldkonna käimatõmbamiseks kulub palju rohkem ressurssi kui hiljem selle käimashoidmiseks. Perspektiivis võiks tulevikus iga paari aasta järel Eestist üks satelliit kosmosesse lennata,» heitis Vihmand valgust tulevikuplaanidele.
Milleks kasutatakse eri sagedusega sidet?