SWARM

České akcelerometry na evropské družici Swarm

Trvání projektu: 2006 až 2012

Vedoucí projektu: Radek Peřestý

Cílem projektu Swarm byla modifikace akcelerometru, který byl úspěšně použit v dřívějších národních kosmických projektech. Přístroj byl upraven podle konkrétních potřeb projektu Swarm a zhotoven v počtu tří kusů podle požadavků kosmických standardů Evropské kosmické agentury. Akcelerometry jsou určeny k měření negravitačních vlivů, ovlivňujících polohu družice na oběžné dráze v průběhu velmi přesných měření magnetického pole Země.

Přístroj je založen na vyhodnocování relativního pohybu tělesa družice a testovací hmoty, vložené do měřicí dutiny přístroje. Z rozdílu polohy a ze silového účinku, který vychýlenou testovací hmotu vrací do výchozí polohy, je pak určena velikost zrychlení působící na povrch družice. Pro detekci přesné pozice se využívá kapacitní sensor a pro regulaci polohy elektrostatická síla.

Akcelerometr se skládá ze dvou hlavních bloků: čidla zrychlení a bloku elektroniky. Čidlo je tvořeno krychlovou dutinou o hraně asi tři centimetry a krychlí, která velmi těsně do dutiny zapadá. Tato sestava je uzavřena v soustavě kovových rámů zajišťujících s mikronovou přesností polohu dílů detektoru během startu nosné rakety i během měření v kosmických podmínkách.

Blok elektroniky zajišťuje všechny elektrické, komunikační a softwarové funkce přístroje a je tvořen 10 deskami plošných spojů o rozměrech asi 150 x 150 mm. Přístroj je vybaven vlastním napájecím zdrojem (12 W), řídicí jednotkou na bázi procesoru typu 80C32 a softwarem o velikosti 64KiB. Všechny použité elektronické komponenty jsou v nejvyšší možné kvalitě, tedy v extrémním teplotním rozsahu a odolné vakuu i radiaci.

Akcelerometr je určen k měření zrychlení menších než 10^-4 ms^-2, očekávaná přesnost je minimálně 10^-8 ms^-2 a to ve frekvenčním rozsahu od 10^-1 až 10^-4 Hz. Přístroj jako celek má rozměry 180 x 210 x 360 mm a jeho hmotnost je 6,5 kg. Plánovaná životnost zařízení je 4,5 roku.

Výzkumný a zkušební letecký ústav (VZLÚ)

Ústav je národním centrem pro výzkum, vývoj a zkušebnictví v letectví a kosmonautice. Hlavním posláním VZLÚ je rozvíjet nové znalosti, transferovat je do průmyslové praxe a poskytovat svým partnerům maximální podporu při vývoji nových produktů. Jako multidisciplinární výzkumná organizace využívá VZLÚ synergických efektů a podporuje také rozvoj automobilového, železničního, obranného, bezpečnostního a energetického průmyslu a stavebnictví. Mezi hlavní multioborové oblasti působení VZLÚ patří aerodynamika, pevnost a životnost konstrukcí, materiálové a korozní inženýrství, kompozitní materiály a technologie, akreditované zkušebnictví a přístroje pro umělé družice. VZLÚ úzce spolupracuje s obdobnými organizacemi v Evropě a zajišťuje si tak zpětnou vazbu potřebnou pro neustálý rozvoj.

Co vám účast v projektu přinesla?

„Naše účast v projektu Swarm nám umožnila uplatnit a rozšířit zkušenosti z předchozího vývoje akcelerometrů a především vybudovat a vyškolit tým odborníků v oblasti kosmické techniky, schopných řešit náročné projekty pro ESA. Při spolupráci s realizačním týmem firmy EADS Astrium jsme získali praktické dovednosti potřebné pro účast v evropském kosmickém programu.“