Com els estudiants van construir el primer satèl·lit d’Irlanda

Durant gairebé sis anys, desenes d’estudiants de la University College Dublin (UCD) han treballat per dissenyar, muntar i provar el CubeSat de la mida d’una caixa de sabates, com a part d’un programa recolzat per l’ESA.

La missió, que es podria llançar aquest any, està plena de tecnologia nova i feta a mida, inclòs un instrument avançat que investigarà l’Univers primerenc.

Iniciativa dirigida pels estudiants

La història d’EIRSAT-1 va començar quan els educadors i estudiants de la UCD van sol·licitar una plaça Fly Your Satellite de l’ESA! programauna iniciativa pràctica de l’Oficina d’Educació de l’agència que dóna suport als equips universitaris en el desenvolupament de les seves pròpies naus espacials preparades per volar.

Com a part del programa, especialistes experimentats de l’ESA ajuden els estudiants a navegar per les diferents fases dels seus projectes aplicant mètodes de treball adoptats a partir de les pràctiques professionals de l’agència.

El març de 2017, UCD va enviar un grup dirigit per estudiants a les instal·lacions de l’ESA als Països Baixos per presentar el concepte d’un petit CubeSat de dues unitats, que allotjava tres experiments innovadors.

El primer és un detector de raigs gamma, anomenat GMOD, que estudiarà els esclats lluminosos de galàxies llunyanes, coneguts per estar associats a l’explosió o col·lisió d’estrelles llunyanes. Aquest experiment podria ajudar a desenvolupar un futur telescopi espacial de raigs gamma dissenyat per mirar profundament a l’Univers.

A GMOD s’uneix un estudi de recobriment tèrmic, anomenat EMOD, que avaluarà el rendiment de nous tractaments superficials per a futures missions de satèl·lit i un experiment de programació que provarà un sistema alternatiu per controlar l’orientació de les naus espacials.

El científic investigador de la UCD i enginyer de sistemes EIRSAT-1 David Murphy, que ha estat una part clau de la missió des dels seus inicis, va dir: “UCD té una gran experiència desenvolupant tecnologia espacial i utilitzant CubeSats educatius i, tot i que inicialment no estaven pensats. per arribar a l’òrbita, aquest saber fer va ser vital per a la nostra proposta.

“Aconseguir un lloc al programa va ser un moment molt emocionant per a tots nosaltres a la UCD i a la indústria espacial irlandesa més àmplia, que va marcar els inicis del primer satèl·lit d’Irlanda”.

EIRSAT-1 va reunir una comunitat molt unida d’estudiants dedicats de diferents disciplines acadèmiques que van treballar estretament amb mentors de la UCD i l’ESA per donar vida a la missió.

Utilitzant la sala neta dedicada i altres instal·lacions de la universitat, els equips dirigits per estudiants van dissenyar i desenvolupar maquinari clau de la missió, inclosos els seus experiments de càrrega útil i els seus sistemes de potència, comunicació i orientació.

Rachel Dunwoody, estudiant de doctorat de la UCD i membre de l’equip EIRSAT-1, va dir: “La meva investigació de doctorat es basa en GMOD, que espera detectar els raigs gamma d’alguns dels esdeveniments més energètics de l’univers. He tingut l’oportunitat de construir, provar i caracteritzar el detector que volarà a l’espai a bord de l’EIRSAT-1. Aquesta ha estat una gran experiència d’aprenentatge per a mi i per a tot l’equip de la UCD.

“Una cosa més destacada personal dels últims quatre anys ha estat viatjar a les instal·lacions de l’ESA a Bèlgica on vam realitzar proves de vibració i buit tèrmic a GMOD i al CubeSat complet, per demostrar que pot sobreviure tant al llançament com a l’entorn espacial”.

Solucions enginyoses

Un repte clau que es va resoldre durant el procés de disseny i prova va ser el desenvolupament del sistema de comunicacions d’EIRSAT-1.

Per garantir una connectivitat fiable, la missió requereix antenes grans que no encaixen dins d’un dispensador CubeSat convencional, de manera que l’equip va desenvolupar un nou mòdul de desplegament d’antenes per ampliar el dispositiu de comunicacions en espiral 45 minuts després del llançament.

L’antic estudiant de la UCD i enginyer en cap d’EIRSAT-1 Joe Thompson va dir: “Desenvolupar la nostra pròpia antena desplegable va ser una gran experiència educativa per a l’equip. Durant moltes iteracions, vam dissenyar, construir i provar un mòdul preparat per a volar, i finalment vam provar-lo a bord del satèl·lit en un entorn representatiu de l’espai, una novetat en l’educació espacial irlandesa en ciències i enginyeria.

“El desenvolupament d’aquestes habilitats tindrà un impacte més enllà dels que participen directament en el projecte, inclòs en el sector espacial en expansió a Irlanda”.

Els estudiants van obtenir una experiència important en la florida indústria espacial comercial d’Irlanda col·laborant amb diverses companyies espacials irlandeses durant el desenvolupament d’EIRSAT-1.

Aquestes empreses inclouen EnBio, amb seu a Dublín, que va desenvolupar un recobriment de superfície especialitzat per a la missió Solar Orbiter d’observació del Sol. L’experiment EIRSAT-1 EMOD té com a objectiu provar la idoneïtat d’aquest recobriment i un altre tractament EnBio per al seu ús en òrbita terrestre baixa.

El mòdul de vol

Després de finalitzar el disseny de les peces individuals de maquinari, l’equip va reunir el mòdul de prova i va avaluar el seu rendiment per assegurar-se que s’adhereix als criteris estrictes que han de complir totes les naus espacials.

El mòdul final preparat per al vol es va muntar i integrar l’any passat i ara està preparat per a la seva missió a l’òrbita terrestre baixa.

EIRSAT-1 continuarà impulsant l’educació espacial irlandesa després de la seva assemblea, amb la UCD construint una estació terrestre dedicada que permetrà als estudiants comunicar-se amb el CubeSat i obtenir experiència pràctica en les operacions de la missió.

A més de permetre que més de 40 estudiants desenvolupin habilitats de primera mà i inspirar molts altres sobre ciència i enginyeria, EIRSAT-1 ha tingut èxit en ressaltar les emocionants contribucions de la indústria espacial irlandesa als ambiciosos programes espacials europeus i mundials, inclòs Solar Orbiter. , el telescopi espacial James Webb i molts més.