Studentersatellit skal løse mysterium om trækfugle
Satellitovervågning kan fastlægge de metoder, fugle bruger til at navigere under deres lange vintertræk.
Fakta
Det vindende forslag er ikke så kompleks som nogle af de andre, til gengæld kommer effekten til at være helt i top, vurderer rumfartsprofessor på DTU, John Leif Jørgensen, der sad med i dommerpanelet.
»Du ville ikke kunne få bedre resultater ved at benytte en større, mere professionel satellit til dette projekt, hvor vi blot kræver at få fuglenes position et par gange i døgnet, og nøjagtigheden ikke behøver at være virkelig præcis,« forklarer han.
»Derfor er det helt i den rigtige ånd at bruge en studentersatellit til dette formål. Projektet ville jo næppe være økonomisk realiserbart med professionelle satellitter,« mener han.
John Leif Jørgensen mener, at studentersatellitprojektet nu bliver meget visionsdrevet, fordi det skal løse et konkret videnskabeligt problem, mens mange andre studentersatellitter snarere ser på, hvilke avancerede instrumenter, det er muligt at udstyre satellitten med.
Danmarks eneste rumfartsprofessor mener, at det er miniaturiseringen, der kommer til at drive elektronikudviklingen i projektet, og han forudser, at projektgruppen selv skal til at udvikle nogle af komponenterne helt fra bunden. Han forventer også, at gruppen vil forsøge at samarbejde med elektronikvirksomheder om udviklingen og peger f.eks. på Oticon som en mulig partner, på grund af virksomhedens mangeårige erfaring med både miniaturisering og højteknologisk signalprocessering.
Fordi projektet ikke bliver så kompleks som nogle af de andre velkvalificerede forslag, forventer John Leif Jørgensen også, at satellitten vil være flyvefærdig inden for ca. to år.
Dommerpanelets votering varede meget, meget længere end de 20 minutter, der var sat af til formålet. Men da medlemmerne kom ud fra voteringen, så der alligevel ikke ud til at være tvivl om, at det var den rigtige vinder, de var nået frem til.
»Vi har lagt vægt på, at det vindende forslag skulle være visionært og give offentlig og gerne politisk opmærksomhed – og endda også international opmærksomhed, hvis det var muligt. Forslaget skulle også med stor sandsynlighed være realiserbart og kunne overholde kriterierne til masse og volumen. Desuden har vi også lagt vægt på selve forskningsværdien,« sagde tv-meteorologen Divya Das Andersen på dommerpanelets vegne, da hun skulle begrunde valget af Kasper Thorups forslag om at løse mysteriet om, hvordan trækfugle er i stand til at finde vej til deres vinterresidens.
Der havde imidlertid været tæt opløb om alle dommernes point, og bl.a. Jonas Bjarnøs forslag om at undersøge kæmpelyn over skyerne samt Michael Thomsens forslag om at foretage formationsflyvning med to studentersatellitter var med helt fremme i førerfeltet. Da det var et krav for at vinde førstepræmien på 10.000 kr., at vinderen var studerende, måtte Kasper Thorup imidlertid tage til takke med æren.
De 10.000 kr. tilfaldt dermed Jonas Bjarnø, der ene mand og uden eksperthjælp havde præsteret at udarbejde et forslag, der ifølge dommerne var helt enestående gennemarbejdet og veludført.
DTU's kommende cubesat får til opgave at løse en særdeles velkendt gåde. Den skal finde ud af, hvordan trækfugle er i stand til præcist at manøvrere hen til deres vinterdestination.
En række yderst ambitiøse state-of-the-art højteknologiske løsninger blev skubbet i baggrunden, da vinderen af DTU's payloadkonkurrence for universitetets anden studentersatellit skulle findes på en konference hos DTU 10. november.
Valget faldt i stedet på en – om ikke jordnær – så i hvert fald alment kendt problematik, nemlig mysteriet om trækfugles instinktive rejser sydpå.
Vinderen er hverken ingeniør, fysiker eller astronom – men derimod biolog og han arbejder til daglig på Zoologisk Museum i København.
»Mysteriet er, at små fugle flyver kæmpelange distancer til uhyggelig små områder. Det forstår vi sådan ikke rigtig. Fugles træk er for de fleste mennesker et naturligt vidunder, som man har meget ringe forståelse for og det er et problem, jeg meget gerne har villet have en løsning på i mange år,« fortæller Kasper Thorup.
Biologen erkender allerede under præsentationen af sit forslag, at han ikke har meget forstand på satellitter, men han forestiller sig en løsning, hvor en gruppe fugle udstyres med en lille radiosender, der udsender et signal, som kun akkurat er stærkt nok til at blive opfanget af satellitten, når den flyver umiddelbart over fuglen.
Fordi fuglen har fløjet mere end 5.000 km, stiller Kasper Thorup sig tilfreds med en nøjagtighed inden for en radius af 500 km.
Selve ideen går ud på at indfange en gruppe fugle, der normalt trækker fra Nordeuropa til Vestafrika. Ved at slippe dem fri i Sibirien, vil Kasper Thorup undersøge, om deres rejse »parallelforskydes«, så fuglenes rute kommer til at ligne den gængse rute, men hvor destinationen i stedet er Østafrika. Hvis det er tilfældet, viser det nemlig at fuglene manøvrerer efter et »ur og kompas«-program, der gør dem i stand til at flyve efter f.eks. sol og måne i en bestemt retning på et bestemt tidspunkt af året.
Skulle forsøget derimod vise, at de fugle, der slippes fri i Sibirien, også når frem til den sædvanlige destination i Vesteuropa, så er det nogle andre værktøjer, de manøvrerer med.
Ifølge Kasper Thorup vejer de mindste radiosendere, der kan anvendes til fugle i øjeblikket ca. 12 g, men han håber, der kan udvikles nogen, som ikke vejer mere end 5 g, fordi det også muliggør studier af mindre fugle.
DTU's kommende cubesat får til opgave at løse en særdeles velkendt gåde. Den skal finde ud af, hvordan trækfugle er i stand til præcist at manøvrere hen til deres vinterdestination.
Knap havde Kasper Thorup præsenteret sit forslag til payload for DTU's nye studentersatellit, før en af dommerne rejste sig og gav sit besyv med, til hvordan projektet kunne udarbejdes.
Teknologichef Flemming Hansen fra Danmarks Rumcenter havde nemlig haft lejlighed til at gennemlæse forslaget på forhånd – og han havde allerede foretaget de indledende overvejelser og beregninger.
»På en cubesat er der ikke plads til store antenner, så derfor er spørgsmålet, om man ikke kan give fuglen noget med, så den selv kan bestemme sin position,« sagde Flemming Hansen, der havde en GPS-modtager i tankerne. De mindste GPS-moduler vejer tre gram og kan bestykkes med et chipset, som kun sluger 25 mW, når det er i aktion.
Der findes et licensfrit bånd på ca. 430 MHz, som kan benyttes til kommunikationen mellem fuglenes GPS-moduler og studentersatellitten. Det betyder, at antennen skal være ca. 17 centimeter lang, hvilket er inden for rammerne af, hvad en lille fugle kan bære. I det pågældende bånd må der dog ikke sendes med mere end 10 mW, men ifølge Flemming Hansen er der næppe råd til mere, hvis der ikke skal en strømforsyning med på fuglen. Tværtimod er det meningen, at strømmen skal komme fra solceller.
»Vi har ikke parabolantenner med på hverken fugl eller satellit, så der er ikke noget antennegain at hente. Men den knap, vi kan dreje på for at få det til at hænge sammen, er bitraten,« forklarede Flemming Hansen. Hvis bitraten sættes nok ned, er sendestyrken nemlig tilstrækkelig.
»Hvis vi forestiller os, at satellitten sendes op i en højde på 650 km, har den en synsvidde til horisonten på knap 3.000 km. Hvis vi accepterer en begrænset rækkevidde på 2.000 km, så kan der sendes med ca. 100 bit per sekund,« ræsonnerede Flemming Hansen, der mener, at det tagerr ca. to et halvt minut for systemet på fuglen at blive varmet op og gjort klar til at sende data.
Han forventer, at den samlede vægt kan nå ned under 10 gram, hvis systemet baseres på solceller. GPS-systemet vil kunne give en løsning, der kan fortælle satellitten med meget stor sikkerhed, hvor fuglen befinder sig. Flemming Hansen vurderer, at et sådan system vil kunne give tre til fire kontakter om dagen. Det er langt mere ambitiøst end Kasper Thorups forslag, der blot krævede ét eneste datapunkt for fuglen efter et bestemt tidsrum og desuden stillede sig tilfreds med en nøjagtighed på op mod 500 km.
»Systemet kan godt hænge sammen. Alt i alt ser det ikke umuligt ud,« konstaterede Flemming Hansen.
