Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
DTU sat blog hoved

Vil CubeSats introducere en Moores lov for rummisioner?

Om alt går vel frigives dette indlæg samtidig med at jeg står på podiet og giver min præsentation. Jeg har snydt lidt og fik Olga Ovchinnikova, der arbejder som fotograf hernede, til at tage at billede af salen i én af pauserne. Det hele foregår i Palazzo Rospigliosi, meget maleriske omgivelser centralt i Rom.

Illustration: Olga Ovchinnikova

Efterfølgende snød jeg lidt mere og copy-pastede et billede af præsentationen ind på lærredet.

Moores lov

Gorden Moore bemærkede i starten af 60'erne at tætheden af transistorer på IC'ere fordobledes med en konstant rate. Med introduktionen af CubeSat formatet er antallet af studerende og universiteter der har adgang til at bygge rumsystemer eksploderet. Spørgsmålet er: Når antallet af projekter, der er tvunget til at tænke kreativt fordi alle ressourcer er begrænsede: energi, masse, volumen og penge, eksploderer, vil det så påvirke udviklingen?

Pærer og bananer

Man kan ikke sammenligne pærer og bananer, derfor har jeg delt rumskibene i min undersøgelse op i kategorier alt efter hvad rumskibets mission og/eller destination er. Jeg har kigget på fire forskellige kategorier, men her får I kun den ene. De tre andre er Deep Space missioner og dér er ikke rigtig nogen data for CubeSat missioner endnu.

Selfie generationen

... strækker sig heldigvis helt tilbage til 60'erne, så der er dejligt meget data at tage af. Jeg har indsamlet data for missioner i lav jordbane, der kigger ned på jorden, som fx. spionsatellitterne eller Planet's. Jeg beregner en ydelsesværdi udfra det optiske instruments opløsning på jorden, satellittens samlede masse og dens banehøjde. Enheden ender med at være i gram.

Resultater

Hele DTU Space var på genopdragelseskursus forleden. Der 'genlærte' vi noget om plagiering. Jeg skal ikke nyde noget, så I får kun en skitse af resultatet. Skitsen viser tendensen for et udpluk af de 32 jordobservationssatellitter, jeg har medtaget. Udplukket er den del, der yder bedst for en given periode - altså "bunden" eller undersiden af gruppen. Argumentet er at de må vise state-of-the-art for den givne periode.

Illustration: René Fléron

Som det fremgår var massehalveringsraten for optiske jordobservationssatellitter fra 60'erne og frem ca 10,5 år. I 2001 knækker kurven og raten er så 3 år for samme ydelse. Altså hvor meget opløsning man får per masseenhed.

Vil det blive ved?

Den slags udviklinger kan i sagens natur ikke fortsætte evigt. Efter hvad jeg har set til denne konference og med de muligheder jeg kan se i de teknologier, der er blevet præsenteret, varer det nok lidt endnu før kurven flader ud. Om man kan lide det eller ej er CubeSats kommet for at blive og de vil påvirke fremtidige missioner - også Deep Space. Min holdning er at vi skal løbe med, forsøge at gøre det svære og engang imellem konstatere at det var så umuligt.

René Fleron er civilingeniør på DTU Space og leder af DTUsat-projektet.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hej René,

Tak for beretningerne fra konferencen. Elefanten i rummet, når det gælder cubesats, er jo deres relativt begrænsede levetid pga stråling og de mange temperaturcykler i LEO. Har du nogen idé om, hvor gennemsnitslevetiden ligger, p.t.? 6 måneder? 1 år?

  • 0
  • 0

Hej Lars,

Det er jo et godt spørgsmål, som desværre ikke er helt nemt at svare kort på. Hvis vi kigger helt overordnet på succesraten for CubeSat's ligger den omkring 40% for missionen. Det lyder måske skræmmende, men hele ideen med CubeSat's er at skubbe grænser - og konstant at bevæge sig på kanten af det mulige. Ikke kun rent teknologisk, men også programmæssigt (altså hvor stor en organisation skal der til for at bygge, opsende og operere en satellit). I det lys er tallet ikke så overaskende. Som eksempel har et Israelsk gymnasie bygget op opsendt 2 CubeSat i forbindelse med QB50 projektet.

For at vende tilbage til dit spørgsmål om middellevetiden vil jeg af ovennævnte grund mene at børnedødeligheden for CubeSats skal med i betragtningen. Man kan sikkert godt påvise at et specifikt stik eller en konkret lodning er årsag til en given satellits fejlen. Men de grundlæggende udfordringer for en CubeSat - altså miljøet - behøver ikke at være en større udfordring for en CubeSat end for en traditionel satellit. Det er altså ikke fordi det er en CubeSat at den bukker under for stråling eller termisk cykling. DTUsat-2 har bippet i mere end 3 år nu, SwissCube har bippet i mere end 7 år (jeg kender ikke dens aktuelle status), UWE-3's OBC har kørt flat-out 4 år uden reset - selvom de har haft SEU o.lign. pga stråling. De kører dobbelt processor hot swapable.
Tidlig død skyldes programmæssige ting - altså ressourcer - ikke teknologien.

  • 3
  • 0

Det er fint at man sender en masse små satellitter op i en eller anden lav bane, men hvordan får man ryddet op? Hvordan undgår man at de, levende som døde, begynder og blive en risiko for andre fartøjer der skal op i højere baner. Hvor længe bliver de hængende der oppe? Hvilke mekanismer har man til at sørge for at de "falder ned"?

  • 0
  • 0

Hej Chris,

Det er et rigtig godt spørgsmål som vi heldigvis er mange der bekymrer os om. Netop den brede adgang til rummet var faktisk medvirkende til at sætte gang i den nødvendige international politiske proces. Det nytter nemlig ikke noget at universiteterne og andre små institutioner bliver enige om en oprydningspolitik hvis ikke de andre aktører følger med. Af de godt 43.000 objekter der har fået et COSPAR id er de ca. 800 CubeSat's - hvoraf en stor del er genindtrådt i jordens atmosfære. Med andre ord fylder CubeSat ikke meget i statistikken og så er de små (og fylder altså mindre).
FN har vedtaget et sæt regler omkring den fredelige anvendelse af rummet:
http://www.unoosa.org/res/oosadoc/data/doc...
, heri indgår også (nu) en pasus om rumskrot.
FN's kontor for anligender vedrørende det ydre (UNOOSA) har uddybet et sæt retningslinier for hvordan regelerne overholdes:
http://www.unoosa.org/pdf/publications/st_...

Regelsættet foreskriver at:
-satellitter i lav jordbane skal genidtræde i jordens atmosfære indenfor 25 år.
-satellitter skal have mindst mulig kollisionsrisiko med andre satellitter
-satellitter skal have mindst mulig chance for at disintegrere (eksplodere)

Oveni det forskes der intenst i at udvikle små add-on systemer der skal reducere kredsløbs-levetiden og som kan aktiveres når en mission er fuldført. Der var en del indlæg om netop dette til IAC-AAS-Cu-17 konferencen. EU's syvende rammeprogram havde en pulje reserveret til netop det problem. DTUsat-1 var et skud på hvordan et sådant system kunne realiseres. Surrey Satellites har demonsteret et system.

Så vi er klar over problemet, CubeSat i sig selv er en meget lille del af det og vi arbejder på at finde løsninger.

  • 3
  • 0

Hej Anders,

Jeg er lidt i tvivl om hvad du mener, men hvis det går på levetiden for de satellitter, jeg har lavet statistik på er svaret: Jeg har kun medtaget succesfulde missioner. Det er kun de seneste satellitter i datasættet der er CubeSats eller baseret på CubeSat teknologi. Som eksempel er de første satellitter Keyholes, altså USA's spionsatellitter. Den sidst medtagne er Dove fra Planet. Dove satellitternes levetid er dikteret af banehøjden.
Håber det besvarer spørgsmålet. Det er rigtigt at rummet kan udgøre et barskt miljø for tekonologi og liv, men det kan lade sig gøre at få selv små systemer til at fungere længe. Det kræver at man designer og tester efter det.
Til næste år skal de to MarCo rumskibe til Mars, det bliver såvidt jeg ved de første deep space CubeSats. De er bygget af JPL.

  • 2
  • 0

Måske jeg har misforstået noget men, er "rumskib" ikke en betegnelse der anvendes når der er mennesker ombord?
Uden besætning kaldes det imo for sonde eller satellit!?

  • 0
  • 0

Jeg er ikke sprogekspert, men det er mit indtryk at ords betydning formes af deres anvendelse. Personligt ynder jeg at bruge ordet satellit når objektet er i kredsløb om fx. jorden. Således betegnedes Sputnik som den først menneskeskabte satellit - hvilket jo antyder at fx Månen er en ikke-menneskeskabt satellit. En sonde er i mit vokabular et objekt, der udsendes fra et større objekt og som har en mindre opgave/specifik opgave i en samlet mission og er ikke en stand-alone enhed. Rumskibe rejser mellem planeter - altså inter-planetarisk eller helt ud af solsystemet - altså inter-stellart.
På engelsk har man to udtryk: Spaceship og spacecraft. Her er jeg enig, spaceship er noget med mennesker ombord og spacecraft er uden. Men mon ikke man kan finde eksempler på omvendt brug i litteraturen.
Iøvrigt prøver jeg at holde teksten så dansk som muligt, selvom det virkeligt er svært en gang imellem. (Jvnf. "stand-alone" ovenfor, jeg kunne ikke lige finde en rammende dansk betegnelse).

  • 2
  • 0

Tak for dit svar, René!

Jeg er slet ikke sikker i min "påstand", og jeg kender godt til de engelsk/amerikanske udtryk.

Jeg kom til at tænke på, at Voyager, som jeg har kunnet huske det, altid er blevet kaldt "sonder" på dansk.
Wiki'ede det og fandt så et link til "rumsonde":
https://da.m.wikipedia.org/wiki/Rumsonde
:-)

  • 0
  • 0

Ifølge Den Danske Ordbog (DDO) er et rumskib bemandet, en rumsonde ubemandet, og et rumfartøj er en fællesbetegnelse for rumskibe og -sonder.
DDO kan findes på ordnet.dk.

  • 1
  • 0

Hej Chris,

Jeg ser først din kommentar nu.
Det korte svar er FN's charter for fredelig anvendelse af det ydre rum:
http://www.unoosa.org/pdf/publications/ST_...

Den lidt længere er:
1. Guideline nr. 6 på side 73 er den mest relevante for CubeSats. I praksis har vi sat grænsen til 25 år i LEO - så er det ned og brænde op, hvis man da ikke bare stikker til søs i deep space.
2. CubeSats er faktisk ikke det største problem, der er omkring 43.000 stumper i kredsløb om jorden, heraf er ca 400 CubeSats. https://celestrak.com/NORAD/elements/
3. En del CubeSat udviklere arbejder på end-of-life termineringssystemer. Vi har faktisk haft øje på problemet helt fra starten af CubeSat æraen. Således var DTUsat(1)'s mission et bud på en løsning, desværre lykkedes missionen som bekendt ikke.
Siden har andre udviklere arbejdet på forskellige forslag. Jeg skriver om ét af dem her:
https://ing.dk/blog/iaa-aas-cu-17-opdatere...
Scroll ned til "Tirsdag"

Håber det besvarede dit spørgsmål.

  • 0
  • 0