PW-Sat jest pierwszym polskim satelitą zbudowanym przez studentów Politechniki Warszawskiej i naukowców z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Został umieszczony na orbicie 13 lutego 2012 roku.

Powstał z inicjatywy studentów Politechniki Warszawskiej (stąd „PW” w nazwie), zrzeszonych w Studenckim Kole Astronautycznym i Studenckim Kole Inżynierii Kosmicznej. Finalne prace konstrukcyjne realizowane były we współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Projekt rozpoczął się w 2005 roku, gdy grupa studentów zdecydowała o podjęciu niecodziennego wyzwania – zaprojektowania i zbudowania od podstaw całego satelity. Nikomu wcześniej w Polsce się to nie udało. Zdecydowano, że satelita będzie obiektem typu CubeSat 1U, a jego misja przetestuje technikę deorbitacji oraz innowacyjne fotoogniwa.

Bez względu na to czy wymiary satelity sięgają centymetrów czy dziesiątków metrów, musi on zawierać systemy pozwalające na zasilanie satelity, komunikację z Ziemią i funkcjonowanie ładunku użytecznego. Na PW-Sata składały się:

  • Struktura – aluminiowy szkielet, do którego przymocowane są wszystkie elementy. Zapewnia właściwe położenie elementów w czasie startu rakiety nośnej, zabezpieczając podsystemy przed uszkodzeniem mechanicznym. Jednocześnie odgrywa ważną rolę w stabilizacji termalnej satelity. Jeśli jakiś podsystem wydziela dużo ciepła, jest ono przekazywane elementom struktury, cechującej się dużą pojemnością cieplną. Ze szkieletu nadmiar ciepła jest wypromieniowywany w przestrzeń kosmiczną. Wygląd niektórych elementów szkieletu wymusza specyfikacja CubeSat – są to cztery krawędzie sześcianu. W czasie umieszczania satelity na orbicie krawędzie te stykają się ze specjalnym kontenerem (tzw. P-POD), z którego PW-Sat będzie uwalniany
  • Zasilanie – PW-Sat jest w całości zasilany energią słoneczną, zamienianą na prąd elektryczny w ośmiu fotoogniwach, umieszczonych na ścianach satelity. Fotoogniwa jednej ściany zapewnią prąd o mocy minimum 2 W. Prąd zostanie częściowo zużyty do ładowania akumulatora litowo-jonowego, co zapewni zasilanie w czasie, gdy satelita znajdzie się w cieniu Ziemi. Sprawność fotoogniw sięga około 27%. PW-Sat wyposażony będzie również w dodatkowe ogniwa, eksperymentalne, zamontowane na ogonie – te ogniwa nie będą podłączone do sytemu zasilania satelity, są wyłącznie częścią eksperymentu.
  • Komunikacja – niezbędna do przesyłania przez satelitę danych na Ziemię oraz odbierania komend ze stacji naziemnej. System komunikacji PW-Sata składa się z dwóch modułów: komunikacyjnego oraz antenowego. Moduł antenowy zawiera w sobie cztery anteny taśmowe, każda o długości 55 cm. W czasie startu anteny będą zwinięte i rozłożą się dopiero pół godziny po oddzieleniu satelity od rakiety nośnej. Proces rozkładania anten potrwa nie dłużej niż 3 sekundy. Łączność będzie realizowana na częstotliwościach 435,032 MHz (uplink; do satelity) i 145,902 MHz (downlink; z satelity).
  • Ładunek użyteczny – kilka tygodni po oddzieleniu PW-Sata od rakiety nośnej, na komendę z Ziemi satelita rozłoży strukturę nazywaną ogonem. Jest to ponad metrowa sprężyna o przekroju kwadratu, której każdy z czterech boków został pokryty elastycznymi fotoogniwami. W czasie startu ogon będzie złożony we wnętrzu satelity. Więcej informacji o eksperymentach PW-Sat znajdziesz podstronie „Eksperymenty”.
  • Stabilizacja – PW-Sat nie posiada żadnego systemu stabilizacji. O jego orientacji oraz prędkości rotacji będzie można wnioskować na podstawie pracy fotoogniw.
  • Komputer pokładowy – odpowiada za zarządzanie pracą całego satelity. Poprzez system telekomunikacji odbiera z Ziemi komendy i przekazuje ich wykonanie do innych podsystemów. Jednocześnie zbiera informacje np. o temperaturze, buforuje je i przygotowuje do przesłania do naziemnej stacji odbiorczej w czasie sesji komunikacyjnej. Głównym układem zarządzającym komputera jest 32-bitowy ARM 7. Oprogramowanie jest rozwijane w języku C.
  • Inne podsystemy – PW-Sat wyposażony będzie również w specjalny port dostępu (Access Point), umożliwiający monitorowanie pracy podzespołów satelity w czasie, gdy będzie on już w kontenerze P-POD.

PW-Sat trafił na orbitę wraz z kilkoma innymi CubeSatami na początku 2012 roku, na pokładzie nowej europejskiej rakiety nośnej Vega. Start odbył się z centrum kosmicznego ESA nieopodal miasta Kourou w Gujanie Francuskiej (Ameryka Południowa). Był to dziewiczy lot tej rakiety. CubeSaty będą ładunkiem dodatkowym – rola głównego pasażera rakiety przypadła włoskiemu, czterystukilogramowemu satelicie LARES (Laser Relativity Satellite). Wystrzelenie satelitów sponsorowała ESA (więcej informacji tutaj).

Vega została zaprojektowana jako tania rakieta nośna dla niewielkich ładunków wysyłanych na niskie orbity okołobiegunowe. Typowym zadaniem dla Vegi będzie wynoszenie satelitów o masie około 1500 kg na wysokość około 700 km. Vega ma masę 137 ton i mierzy 30 metrów wysokości.

PW-Sat wraz z innymi CubeSatami został umieszczony w specjalnych kontenerach, przytwierdzonych do ostatniego stopnia rakiety nośnej. W nomenklaturze projektu CubeSat kontenery nazywane są Poly-Picosatellite Orbital Deployer (P-POD). P-POD mieści w sobie trzy satelity o wymiarach 10x10x13 cm.

Gdy Vega osiągnęła docelową wysokość i odłączył się od niej główny ładunek (LARES), nadszedł czas, by kolejno oddzieliły się mniejsze satelity. Separacja – w skrócie – polega na otwarciu klapy kontenera, co zwalnia blokadę sprężyny wypychającej i w przestrzeń kosmiczną „wystrzeliwane” są trzy satelity.

Gdy PW-Sat znalazł się na orbicie, jego zadaniem było w pierwszej kolejności rozłożenie anten komunikacyjnych, co nastąpiło pół godziny po oddzieleniu się satelity od rakiety nośnej. W tym momencie PW-Sat był w stanie komunikować się z Ziemią i przesyłać informacje telemetryczne – tzn. opisujące stan satelity (np. temperaturę każdej ze ścian, informacje o ilości generowanego prądu elektrycznego). PW-Sat nie przesyłał żadnych zdjęć – nie był wyposażony w kamery

Niestety w trakcie misji zawiódł moduł komunikacji i nie udało się otworzyć głównego ładunku użytecznego, jakim był ogon deorbitacyjny. Więcej na temat systemu deorbitacji użytego w PW-Sacie można przeczytać tutaj.

PW-Sat spłonął w atmosferze 28 października 2014 roku po 2 latach, 8 miesiącach i 15 dniach na orbicie.

Przeczytaj historię projektu w numerze 18 czasopisma Astronautilis.

  • Data rozpoczęcia 2004
  • Data startu 12 lutego 2012
  • Data deorbitacji październik 2014
  • Strona internetowa pw-sat.pl