- Τι ακριβώς είναι το πρόγραμμα QB50;
Η αποστολή QB50 αποτελεί το αντικείμενο ενός ερευνητικού έργου της Ευρωπαϊκής Ένωσης (FP 7 Space) με συντονιστή το Von Karman Institute (Belgium). Προβλέπει την κατασκευή, τον εξοπλισμό με κατάλληλα μετρητικά συστήματα, την εκτόξευση και την επιχειρησιακή λειτουργία ενός συγκροτήματος 50 Μικροδορυφόρων διαστάσεων 10x10x20 cm3 (Double-Unit CubeSat) που θα χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή δεδομένων και τη μελέτη της κατώτερης θερμόσφαιρας (~380 km από την επιφάνεια της γης).
- Πως προήλθε η ιδέα του UPSAT;
Η ομάδα UPSat γεννήθηκε το καλοκαίρι του 2008 από υποψήφιους διδάκτορες και προπτυχιακούς φοιτητές του Εργαστηρίου Τεχνικής Μηχανικής (Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών) που μαζί με τον καθηγητή Βασίλη Κωστόπουλο (διευθυντή του Εργαστηρίου) έθεσαν ως στόχο το σχεδιασμό μιας αποστολής CubeSat. Η εμπειρία είχε αποκτήθεί κατά τη διάρκεια της αποστολής YES-2 , όπου το Εργαστήριο ήταν ο υπευθυνος φορέας για το μηχανολογικό σχεδιασμό όλων των υποσυστημάτων του YES-2 βρήκε άμεση εφαρμογή στο hands-on project UPSat. Σύντομα προστέθηκαν στην ομάδα μέλη και από το τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών.
Συνολικά, στα πρώτα βήματα της ομάδας, 4 εργαστήρια* από τα 2 τμήματα συμμετείχαν στο εγχείρημα του σχεδιασμού μιας διαστημικής αποστολής από φοιτητές. Από την αρχή της σύστασης της ομάδας τέθηκαν οι παρακάτω στόχοι:
Η εκπαίδευση προπτυχιακών φοιτητών πάνω στις βασικές αρχές των διαστημικών συστημάτων
Ο σχεδιασμός μιας ολοκληρωμένης διαστημικής αποστολής όπου όλα τα απαιτούμενα υποσυστήματα σχεδιάζονται και κατασκευάζονται ώστε να αποκτηθεί η απαιτούμενη εμπειρία.
Εισάγονται στην αποστολή ώριμες ερευνητικά τεχνολογίες που θα κάνουν τον UPSat ένα καινοτόμο εγχείρημα.
*Applied Mechanics Laboratory – MEAD (Prof. Vassilis Kostopoulos)
Applied Networked micro Mechatronics Systems group – ECE (Prof. Antonios Tzes)
Applied Electronics Laboratory – ECE (Prof. Giorgos Kalyvas)
Laboratory of Electromechanical Energy Conversion – ECE (Prof. Emanouil Tatakis)
- Πως εντάσσεται το Πανεπιστημίου της Πάτρας στο πρόγραμμα;
Για τη συμμετοχή στην ομάδα των φορέων που θα κατασκεύαζαν τους Μικροδορυφόρους στο πλαίσιο του προγράμματος QB50, δημοσιεύθηκε διεθνής ανοιχτή ανταγωνιστική πρόσκληση, στην οποία αξιολογήθηκε η τεχνική επάρκεια των φορέων να υλοποιήσουν το έργο σχεδιασμού κατασκευής και δοκιμής του Μικροδορυφόρου. Η ομάδα UPSat, προετοίμασε και υπέβαλε πρόταση για τη συμμετοχή της στο διαγωνισμό QB50. Η πρόταση ενεκρίθη (επελέγησαν 50 προτάσεις από τις 86 που υπεβλήθησαν) και από το καλοκαίρι το 2012 ξεκίνησε η προσπάθεια για το σχεδιασμό και την κατασκευή του 1ου Μικροδορυφόρου στην Ελλάδα, εξολοκλήρου από Έλληνες φοιτητές και μηχανικούς.
- Ποια είναι τα άτομα που εργάστηκαν για να υλοποιήσουν το έργο;
Από το 2009, ήδη πολλοί προπτυχιακοί και μεταπτυχιακοί φοιτητές δούλευαν πάνω στο project UPSat, εκπληρώνοντας τις διπλωματικές τους εργασίες (εκτός πλαισίου QB50 εκείνη τη περίοδο). Κάποιες από αυτές τις εργασίες βρήκαν άμεση εφαρμογή στον τελικό σχεδιασμό για τις ανάγκες του προγράμματος QB50, ενώ αρκετά υποσυστήματα χρειάστηκε να επανασχεδιαστούν. Η πλήρης λίστα των ατόμων που εργάστηκαν για την παράδοση του δορυφόρου καθώς και όλες οι δουλειές που πραγματοποιήθηκαν εντός του γενικότερου πλαισίου UPSat βρίσκονται στην ηλεκτρονική σελίδα της ομάδας.
Στο σημείο αυτό πρέπει να ευχαριστήσουμε ιδιαιτέρως την Επιτροπή Ερευνών του Πανεπιστημίου Πατρών που χρηματοδότησε το εγχείρημα, και να σημειώσουμε ότι στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας κατασκευής του UPSat υλοποιήθηκαν περισσότερες από 30 διπλωματικές εργασίες φοιτητών από τα Τμήματα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών και Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών και εκπονήθηκαν 2 διδακτορικές διατριβές.
- Πόσο σημαντική είναι η έννοια του ελεύθερου και ανοικτού λογισμικού;
Η έννοια του ελεύθερου και ανοιχτού λογισμικού, είναι σίγουρα πολύ σημαντική ιδιαίτερα σε ένα τομέα όπως η διαστημική τεχνολογία, όπου ακόμα και σήμερα πολλές τεχνολογίες είναι «κλειστές» και η κάθε ομάδα καλείται να λύσει προβλήματα που είναι ήδη λυμένα και ξεπερασμένα.
Η γνώση και εμπειρία που αποκτήθηκε στη διάρκεια της υλοποίησης του UPSat είναι ανοικτή σε όλους, ώστε να μπορεί ο καθένας να προσθέσει τη δική του συνδρομή ή παραλλαγή. Αυτό το καθεστώς θα οδηγήσει σε επόμενο δορυφόρο, καλύτερο τεχνολογικά αλλά και φθηνότερο, εφόσον μεγάλο μέρος της έρευνας και του πειραματισμού δεν θα χρειαστεί να επαναληφθεί.
Η προσέγγιση ‘open source’ που εφαρμόστηκε στον UPSat, σημαίνει ότι κάθε πληροφορία, σχέδια και λογισμικό σχετικά με το δορυφόρο, υπάρχουν προσβάσιμα στο διαδίκτυο, με ξεκάθαρους παρόχους, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άλλες ομάδες που θα θελήσουν να κατασκευάσουν δικό τους δορυφόρο. Το γεγονός αυτό καθιστά τον UPSat τον πρώτο και μοναδικό δορυφόρο ανοικτού κώδικα!
- Πως προέκυψε η συνεργασία σας με το Libre Space Foundation;
Η συνεργασία με το Libre Space Foundation προέκυψε στις αρχές του 2016, όταν και της ζητήθηκε να συντάξει μια “αναφορά ετοιμότητας” για τον UPSat. Στις αρχές του 2016 η ομάδα του Πανεπιστημίου Πατρών ‘έχασε’ κάποιους βασικούς συνεργάτες της που ασχολούνταν κυρίως με την ανάπτυξη λογισμικού και την επικοινωνία των διαφόρων υποσυστημάτων του δορυφόρου μεταξύ τους. Από το σημείο εκείνο και μετά αποφασίστηκε συλλογικά ότι η αποστολή UPSat θα είναι κοινή (University of Patras and Libre Space Foundation) και θα προχωρούσε μέχρι την τελική παράδοση του δορυφόρου.
Ο ρόλος της LSF, περιλάμβανε εμπλοκή στα υποσύστημα και τις απαραίτητες διεργασίες μέχρι την παράδοση του Μικροδορυφόρου, μιας και ανέλαβε και το management του προγράμματος για το τελευταίο 7μηνο. Η συνεργασία μεταξύ των δυο οργανισμών μπορεί να χαρακτηριστεί άριστη, κρίνοντας τόσο το αποτέλεσμα όσο και τις σχέσεις καθώς και το επίπεδο συνεργασίας μεταξύ των μελών της ομάδας, τους τελευταίους 7 μήνες του προγράμματος.
- Ποιές οι δυσκολίες που συναντήσατε στο δρόμο σας ως ομάδα;
Ένα από τα βασικότερα προβλήματα ήταν ο σωστός συντονισμός όλων των διαφορετικών υπο-ομάδων και εργασιών για τη σωστή συνεργασία όλων των υποσυστημάτων του Μικροδορυφόρου. Λόγω έλλειψης εμπειρίας σε ολοκληρωμένη διαστημική αποστολή, ο σωστός συντονισμός των επιμέρους εργασιών αποτέλεσε τη μεγαλύτερη πρόκληση για την ομάδα.
Η έλλειψη κατάλληλων υποδομών, όσον αφορά τις δοκιμές στο έδαφος (vibration and thermal campaigns), ήταν επίσης ένα ουσιαστικό εμπόδιο για την επιτυχή ολοκλήρωση της αποστολής. Παρόλα αυτά, η ομάδα κατάφερε να κατασκευάσει το απαραίτητο setup για την ολοκλήρωση των θερμικών τεστ, στο εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων (Τμήμα Μηχανολόγων κ Αεροναυπηγών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών) και να ολοκληρωθούν τα απαραίτητα τεστ με επιτυχία. Για τις δοκιμές ταλαντώσεων και δυναμικών φορτίσεων (vibration testing campaign), κατασκευάστηκαν από την ομάδα όλα τα απαραίτητα ενδιάμεσα υποσυστήματα. ΟΙ δοκιμές έγιναν στα Εργαστήρια της Ελληνικής Αεροδιαστημικής Βιομηχανίας (EAB – http://www.haicorp.com/en/). Η συμβολή της ΕΑΒ ήταν καθοριστική, ώστε να γίνουν οι δοκιμές του Μικροδορυφόρου UPSat και να ολοκληρωθεί επιτυχώς όλο το πρόγραμμα εντός περιορισμένου χρονικού πλαισίου. Η συνεργασία μας με την ΕΑΒ υπήρξε άριστη και έτσι η εταιρεία βρίσκεται στην κορυφή της λίστας με όλους τους φορείς που υποστήριξαν την προσπάθεια μας.
- Πως προέκυψε το τελικό αποτέλεσμα και πόσο κοντά είναι στις αρχικές σας προβλέψεις;
Το τελικό αποτέλεσμα, θεωρούμε ότι είναι εξαιρετικά κοντά στις αρχικές μας προβλέψεις. Ο κυριότερος στόχος της ομάδας ήταν ο σχεδιασμός, η κατασκευή, η επιτυχής δοκιμή και η παράδοση ενός λειτουργικού Μικροδορυφόρου, κατασκευασμένου εξολοκλήρου στην Ελλάδα από Έλληνες φοιτητές και νέους μηχανικούς, που θα ενσωμάτωνε επιστημονικό εξοπλισμό που μας δόθηκε για μετρήσεις της σύστασης της κατώτερης θερμόσφαιρας. Ο στόχος υλοποιήθηκε πλήρως και ο δορυφόρος μας έγινε αποδεκτός για να εκτοξευθεί. Περιθώρια για βελτιώσεις σίγουρα υπάρχουν, ωστόσο η επιτυχής παράδοση τον Αύγουστο του 2016, θεωρείται μεγάλη επιτυχία για την ομάδα μας.
Πρέπει να λάβετε υπόψη σας ότι από τις 50 προτάσεις που είχαν αρχικά επιλεγεί για το πρόγραμμα QB 50, μόνον οι 36 ομάδες κατάφεραν να παραδώσουν επιτυχώς τους μικροδορυφόρους που είχαν δεσμευθεί ότι θα κατασκευάσουν.
Στο σημείο αυτό θέλουμε να τονίσουμε ότι το συνολικό βάρος του UPSat είναι 1750 γραμμάρια, με μέγιστο επιτερπόμενο όριο τα 2 κιλά, και με βάση αυτό το δεδομένο ο UPSat θα μπορούσε να φιλοξενήσει για δοκιμή στο διάστημα (έξι μήνες πτήσης) προϊόντα της Ελληνικής διαστημικής Βιομηχανίας, κάτι που όμως δεν κατέστει δυνατό να υλοποιηθεί.
Ο UPSat μαζί με τους υπόλοιπους μικροδορυφόρους θα εκτοξευθεί τελικά στις 25 Μαρτίου μεταξύ 01.00 και 03.00 ώρα Ελλάδος από το Kennedy Space Center με τον πύραυλο φορέα ATLAS V.
- Ποιά η δυσκολία πραγμάτωσης έργων διαστημικής τεχνολογίας στην Ελλάδα;
Η δυσκολία πραγμάτωσης παρόμοιων έργων στην Ελλάδα, έγκειται στο γεγονός της έλλειψης υποδομών, σχετικά με τις δοκιμές στο έδαφος (vibrations, shock loading, thermal vacuum, EMC) για την πιστοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος το οποίο προορίζεται για διαστημική αποστολή, καθώς και στη χρηματοδότηση που απαιτείται για ένα τέτοιο έργο.
Το ανθρώπινο δυναμικό (μηχανικοί, νέοι επιστήμονες και φοιτητές) για την υλοποίηση μιας παρόμοιας αποστολής σίγουρα υπάρχει πλέον στη χώρα μας. Αυτό που χρειάζονται είναι πίστη στο όραμα και σκληρή δουλειά.
Η επιτυχημένη υλοποίηση μιας διαστημικής αποστολής ακόμη και σε μεγαλύτερες διαστάσεις δεν είναι κάτι το εξωπραγματικό και το «θεωρητικό».
Αυτό, θεωρούμε ότι απέδειξε και η ομάδα UPSat!