Projekti / Programi
Študija izvedljivosti mikrosatelita za daljinsko zaznavanje z inovativnim pogonom za natančno gibanje orbitalne platforme
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
Mikrosatelit, daljinsko zaznavanje, mikro-potisni motorji, numerično modeliranje, metoda končnih elementov
Raziskovalci (29)
Organizacije (5)
Povzetek
V predlaganem projektu bomo razvili koncept slovenskega mikrosatelita za daljinsko zaznavanje. Motivacija za predlog projekta temelji na zadnjih dosežkih na področju tehnologije mikro in nano satelitov, ki omogočajo cenovno ugodno zajemanje lokalnih in globalnih podatkov iz vesolja. V prvi fazi projekta bomo na podlagi analize uporabniških potreb ter tehničnih in finančnih omejitev poiskali najkoristnejšo rešitev daljinskega zaznavanja. Pri tem bomo upoštevali zajemanje posnetkov vegetacije in njenih sprememb v različnem časovnem obdobju (sezonsko, večletno), napovedovanje stanja pridelkov v kmetijstvu in opazovanje posledic suše, spremljanje stanja gozdov, zaraščanja in zmanjševanja njihovega obsega, opazovanje vpliva človekove dejavnosti na vegetacijo, ocenjevanje ekološke škode, spremljanje urbanih površin, opazovanje legalnih in nelegalnih odlagališč odpadkov, izdelavo modelov višin oziroma reliefa, kartiranje, izdelavo topografskih in tematskih kart, opazovanje kopenskih in morskih voda, opazovanje poplav, opazovanje naravnih nesreč, hitro kartiranje in oceno škode. Na podlagi izbrane rešitve bomo določili osnovne zahteve (obhodni čas, možnost orientacije senzorja, ločljivost, primerni spektralni pasovi, poceni izdelava, izstrelitev in upravljanje), ki jim mora zadostiti sistem za daljinsko zaznavanje. Te zahteve bodo glavno vodilo konceptualne študije v drugi fazi projekta, kjer bomo preučili možne rešitve za elektrooptični podsistem, komunikacijsko arhitekturo, energetski, termalni in stabilizacijski podsistem v povezavi s centralnim računalniškim sistemom za vodenje ter tehnologijami za izdelavo nosilne konstrukcije iz naprednih materialov. Cilj tretje faze bo predvsem načrtovanje inovativnega mikroreakcijskega pogona za natančno vodenje satelita, ki je ključen za doseganje kvalitetnih podatkov daljinskega zaznavanja. Ta bo temeljil na MEMS tehnologiji, ki bo predvidoma omogočala specifični impulz 100s in potisno silo v območju 10N – 1mN. Pričakovanja temeljijo na rezultatih teoretičnih analiz ki kažejo, da bi bilo z razvojem mikrokomore za uporovno gretje plina tik pred reakcijsko šobo mogoče povečati specifični impulz za 100%, kar pomeni, da bi lahko pri isti teži satelita za dvakrat povečali vsoto manevrov v (uporabno dobo) oziroma na polovico zmanjšali količino pogonskega plina, kar bi zmanjšalo težo satelita in ceno izstrelitve. V četrti fazi projekta bomo ocenili potrebna finančna sredstva za izdelavo, izstrelitev in uporabo satelita ter analizirali koristi, tveganja in logistiko. Poleg tega bomo preučili zakonodajne in mednarodno pravne okvire povezane s frekvenčnimi območji, izstrelitvijo, delovanjem in uničenjem platforme.
Projektna skupina vključuje inštitucije in posameznike, ki kompetentno in interdisciplinarno pokrivajo vsa področja, ki so za izvedbo takšnega projekta pomembna. Člani skupine so v tesnih stikih z uveljavljenimi partnerji iz tujine, ki imajo bogate izkušnje z razvojem orbitalnih platform, predvsem iz ZDA, Rusije, Švedske, Nemčije, Nizozemske, Turčije, Kanade, Japonske, Avstrije in Italije.
Pomen za razvoj znanosti
Projektni konzorcij je dosegel odličen znanstveno tehnološki potencial za združevanje obetavnih nišnih raziskovano razvojnih področij posameznih laboratorijev v enotno celostno rešitev v sklenjeni zanki za razvoj tehnologij, ki omogočajo tako napredno letenje v formacijah, kot tudi natančno daljinsko zaznavanje.
Z organizacijo mednarodne delavnice v oktobru 2008 na temo tehnologij in aplikacij mikro in nano satelitov smo s pomočjo strateških partnerjev SSC, Nanospace, ISIS in TUB ter predstavniki ESA ter slovenskih ministrstev identificirali potencialne niše na področju mikro in nano satelitski tehnologij, skozi katere bi se lahko slovenski raziskovalci vključili v sodobne vesoljske raziskave. Strategija vključevanja je tako nastala v sodelovanju med slovenskimi raziskovalci, ki so predstavili svoje raziskovalne potenciale ter strateški partnerji, ki so predstavili trenutno stanje in trende na širokem spektru raziskav ter tehnologij mikro in nano satelitov. Strategija je usklajena tudi z razvojno strategijo ESA, ki jo je predstavil dr. Koehler, zlasti z cilji misije NEOMEx, ki predstavlja glavni razvojni izziv ESA na področju mikro in nano satelitov.
Vzpostavitev stikov projektnih partnerjev s strateškimi partnerji je omogočila intenzivno izmenjavo znanj ter informacij. Tako je bil v sodelovanju z TUB opravljen prvi interaktivni satelitski prelet nad Koprom s satelitom Lapan TUBSAT. Tehnologija sistema za stabilizacijo in orientacijo namreč omogoča interaktivno usmerjanja satelita med preletom. Satelit je med preletom zajemal in oddajal video signal. Z namestitvijo ustrezne zemeljske sprejemne postaje bomo slovenski raziskovalci dobili dostop do razvojo-raziskovalnih satelitov, ki bodo služili za vir posnetkov kot tudi za testiranje različnih platform.
Center odličnosti, ki izvira iz tega projekta je začel z svojim delovanjem v letu 2010 in bo postavil tako infrastrukturne temelje za vesoljske raziskave v Sloveniji ter bo hkrati centralna točka raziskovalno razvojnih aktivnosti na področju vesoljskih tehnologij. V projektu je predlagana strategija za dvig razvojnega potenciala v regiji na področju mikro in nano satelitskih tehnologij, ki je plod delavnice ter ustanovitev mulitdisciplinarnega laboratorija za vesoljske raziskave v sklopu Univerze v Ljubljani. Tovrstni projekt predstavlja odlično izhodišče za razvoj vesoljskih raziskav in je zato izjemnega pomena za Slovenijo.
Pomen za razvoj Slovenije
Cela vrsta slovenskih znanstvenikov in inženirjev je že aktivno delovala na področju vesoljski tehnologij, raziskav in aplikacij. Sodelovali so na tujih satelitskih projektih, izdajali publikacije o satelitskih tehnologijah in daljinskem zaznavanju ter izvajali interdisciplinarne projekte v pogojih mikrogravitacije. Njihov intelektualni potencial v Sloveniji ni bil nikdar aktiviran, saj je bil dostop do vesolja in z njim povezanih raziskav in razvoja dolgo le v domeni velikih institucij iz ekonomsko bogatejših držav. Prihajajoče tehnologije mikro in nano satelitov prinašajo radikalen zasuk na tem področju. Partnerji konzorcija zato verjamemo, da je sedaj pravi čas za vključitev Slovenije v vesoljske raziskave in razvoj, saj na to kaže več pozitivnih trendov: razvoj podpornih tehnologij (enabling technologies), visok človeški potencial v regiji, odpiranje novih tržišč za mikro in nano satelitske sisteme in misije, visoke družbeno-ekonomske in okoljske potrebe. Raziskave v sklopu projekta so nedvomno pomembno prispevale k aktivaciji raziskovalnega potenciala na področju vesoljskih tehnologij. Z združevanjem znanja partnerskih laboratorijev in institucij, se je tako ustvarila kritična masa za multidisciplinarne vesoljske raziskave. Študija potreb daljinskega zaznavanja, ki smo jo opravili kaže na velik interes domačih uporabnikov po tovrstnih produktih. Rezultati analize tudi kažejo na to, da bi se izdaten del teh potreb dalo pokriti z tehnologijami, ki so že na voljo na mikro satelitskih platformah. Posnetki take satelitske platforme bi bili izjemnega pomena za slovenske uporabnike saj bi omogočili opazovanje vegetacije in njenih sprememb v različnem časovnem obdobju (sezonsko, večletno), napovedovanje stanja pridelkov v kmetijstvu in opazovanje posledic suše, spremljanje stanja gozdov, zaraščanja in zmanjševanja njihovega obsega, opazovanje vpliva človekove dejavnosti na vegetacijo, ocenjevanje ekološke škode, spremljanje urbanih površin, opazovanje legalnih in nelegalnih odlagališč odpadkov, izdelavo modelov višin oziroma reliefa, kartiranje, izdelavo topografskih in tematskih kart, opazovanje kopenskih in morskih voda, opazovanje poplav, opazovanje naravnih nesreč, hitro kartiranje in oceno škode ipd.. Pomemben je tudi prispevek projekta k povezovanju s tujimi vesoljskimi organizacijami, še posebej Evropsko vesoljsko agencijo, kar je v procesu vključevanja Slovenije v to organizacijo velikega pomena. Z uskladitvijo razvojnih strategij z usmeritvami ESA bo slovenskim raziskovalcem prav gotovo olajšan vstop v raziskovalne programe, ki jih ta agencija podpira.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
