A SMOG-1 PocketQube műhold redundáns fedélzeti számítógépének hardver és szoftver fejlesztése
A PocketQube a CubeSat típusú műholdak egy új osztálya, amelyet a Morehead State University és a Kentucky Space szabványosított. Fő jellemzője, hogy mérete nem haladhatja meg az 5×5×5 centimétert, és tömege legfeljebb 180 gramm.
A SMOG―1 a MASAT―1, Magyarország első műholjának egyik utódprojektje. Műholdunk, amely a már az újabb, kisebb méretű szabvány szerint készül a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen a Villamosmérnöki és Informatikai Kar és a Gépészmérnöki kar együttműködésével. A műhold elektronikáját a Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék hallgatói tervezik és valósítják meg. Jelenlegi terveink szerint 2015 decemberében várható a mérnöki példány elkészülte. Ezt a példányt alapos tesztelésnek fogjuk alávetni és a tesztek eredménye szerint fogjuk továbbfejleszteni. A mérnöki példányt egy kvalifikációs és egy repülő (végleges) példány fogja követni.
Műholdunk fő küldetése az elektromágneses spektrum monitorozása Föld körüli pályáról DVB-T sávban. Azt mérjük, hogy a földi műsorszóró tévéadók jele milyen jelszinten vehető a világűrből. A küldetés legfontosabb eleme egy folytonosan hangolható spektrumanalizátor, amely a műhold kommunikációs rendszerének (COM) részét képezi. Ezt a spektrumanalizátort és a felbocsátásához használt magaslégköri ballont Dudás Levente és a Mikrohullámú Távérzékelés Laboratórium munkatársai készítették és már számos kísérleten bizonyított. A spektrumanalizátoron kívül néhány egyéb kísérlet is fog még helyet kapni a fedélzeten, többek között egy totáldózismérő RAD FET van tervbe véve.
Saját szerepem a műhold fedélzeti számítógépének és a rajta futó szoftver tervezése. Dolgozatomban azt mutatom be, milyen szempontok szerint terveztem és hogyan készült a SMOG―1 fedélzeti számítógépe (on-board computer, OBC). Az OBC lesz az, ami a műhold többi részének működését vezérli és összehangolja.
Hardveres szempontból a fedélzeti számítógép áll egy ARM Cortex-M architektúrájú mikrokontrollerből, hozzá kapcsolódó flash memóriából, amelyet háttértárként használ és számos szenzorból (pl. gyorsulásmérő, giroszkóp), amelyek a műhold „szeme és füle” lesznek. Perifériaként az OBC-hez kapcsolódik több más rendszer, legfőképp a kommunikációs rendszer (COM), amelynek része a spektrumanalizátor, valamint kapcsolódnak még az OBC-hez az energiaellátó rendszerek is, amelyektől telemetria adatokat gyűjt. Természetesen a nagy megbízhatóság érdekében mindegyik egységből kettő lesz a fedélzeten, amelyek hideg redundanciával, egy-pont meghibásodásra méretezetten működnek.
Az OBC szoftverének az a feladata, hogy vezérelje a perifériákat, például mérési adatokat gyűjtsön a szenzoroktól és spektrumanalizátortól, azokat tárolja, valamint irányítsa a kommunikációt a földi állomással, amely egy 4.5 m-es parabola antennával fogja venni a SMOG―1 jeleit a BME „E” épület tetején. A szoftver „event loop” felépítéssel valós időben fut.
szerző
-
Kristóf Timur
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Dudás Levente
egyetemi adjunktus, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
