Konstrukce družic i satelitní průmysl prochází zásadními změnami

Objednáte si prefabrikovaný kit od firmy jménem Pumpkin Inc. v ceně přibližně 175 tisíc korun, sestavíte z něj zařízení o rozměrech 10x10x10 centimetrů a už stačí jen objednat raketu.

CubeSat je pikosatelit schopný nést jakýkoliv přístroj, který do krabičky vměstnáte. Byl vyvinut v roce 1999 jako komukoliv volně dostupná specifikace univerzitou ve Stanfordu a Kalifornskou státní polytechnickou, přičemž do dnešního dne bylo těchto přístrojů vypuštěno více než tisíc, povětšinou školami a univerzitami.

Telekomunikační družice přenášející televizní signál jsou ovšem zcela jiné stroje. Například satelity modelové řady Eurostar evropského výrobce Airbus Defence and Space mají tvar kvádru o výšce čtyř metrů, širokého tři a dlouhého dva a půl metru.

Šťávu pro provoz jim dodávají solární panely o délce 35 až 45 metrů. Na startu váží takový satelit mezi čtyřmi a půl a šesti tunami podle toho, jaké přístroje nese na palubě a jaký druh motorů jej pohání.

Související

Martin Pokorný

Mezinárodní experiment KATRIN: Půl milionu neutrin…

Ilona Cílková

Havajská observatoř zachytila vesmírný objekt,…

Eurostar E3000 je nejčastěji používanou komunikační družicí, provozovanou soukromými společnostmi i vládami. Většina z nich pokrývá zemský povrch televizním signálem a internetovým připojením z geostacionární oběžné dráhy (GEO) ve výšce 35 786 km nad rovníkem. Ve vzdálenosti od Země, která je rovna jedenáctině cesty na Měsíc, se satelity pohybují stejnou úhlovou rychlostí, jako se planeta točí, pročež zdánlivě visí nad určitou oblastí Země.

V současné době z GEO vysílá pětistovka družic seskupených v takzvaných orbitálních pozicích. Každý z těchto strojů je v něčem jedinečný, přinejmenším obsahuje odlišné komponenty podle toho, jaký je jeho přesný účel. Satelity Eurostar nesou mezi 50 a 90 transpondéry, které modulují signál přijímaný ze Země na vysílací frekvenci. Vzestupné a sestupné signály jsou totiž odlišné, aby se vzájemně nerušily.

Důležitým vybavením satelitu je pohonná jednotka, většinu cesty na místo určení totiž musí urazit sám poté, co se v dvousetkilometrové výšce odpojí poslední stupeň nosné rakety. Motory na kapalné palivo v posledních letech nahrazuje iontový pohon, z jehož trysek namísto plamenů srší paprsek nabitých částic. Nejnovější varianta Eurostaru s přízviskem EOR, například loni v létě vypuštěný satelit SES-12 evropského operátora SES, díky této technologii váží o několik metráků méně.

Jádro satelitu se nazývá servisní modul a obsahuje navigační a řídicí zařízení i pohonné jednotky. Většina těchto komponent je sdílena všemi družicemi stejné třídy, protože se výrobci snaží uplatňovat princip stavebnicové konstrukce podobně, jak je to běžné v automobilovém průmyslu. V blízké budoucnosti však mohou být satelity i do té míry modulární, že bude možné jejich součásti vyměňovat přímo na oběžné dráze pomocí robotických sond.

Současné družice jsou konstruovány tak, aby vydržely vzlet, který je vystaví vysokému přetížení a extrémním vibracím. Jejich rozměry jsou omezeny velikostí dostupných raket, zejména velikost vysílacích antén a solárních panelů. V nepříliš vzdálené budoucnosti však budou satelity montovat na oběžné dráze roboti vybavení 3D tiskárnou a některými ze Země dopravenými komponenty jako jsou počítače, senzory a baterie. Tímto způsobem lze stavět obří družice s parabolami o průměru desítek metrů.

V současnosti ale satelity stále ještě sestavují lidé ve výrobním procesu, který ze všeho nejvíc připomíná chirurgický zákrok trvající mnoho měsíců. V bílých overalech a dýchacích maskách pracují v bezprašném prostředí s kontrolovanou teplotou a vlhkostí. Každé dotažení šroubu vyžaduje maximální přesnost a je několikrát překontrolováno. Protože satelit musí být schopen vydržet nejen extrémní chlad meziplanetární prázdnoty, ale také mnohem horší podmínky během startu, je testování přístroje klíčovou součástí jeho výroby.

Družice Eurostar se rodí v závodě Airbus Defence and Space v jihofrancouzském Toulouse. Základní funkčnost telekomunikačních systémů a dalších přístrojů je odzkoušena ještě před připojením těchto zařízení k servisnímu modulu. Po kompletaci těla stroje je satelit vyslán do jednoho ze dvou sálů připomínajících aerodynamické tunely, ve kterém je teplota pomalu snížena na -170 ° C a je nastoleno vakuum. Eurostar musí tyto podmínky vydržet po dobu přibližně pěti týdnů.