A Hunveyor űrszonda
Váz és mechanika
Surveyor alapú vázszerkezet
Hunveyor kísérleti űrszondánk vázszerkezetének
alapjául az 1968-as Nasa Surveyor 7. űrszonda vázát használtuk. A pontos
leírásokat úgy szereztük, hogy 1969-ben Eugene Shoemaker - és vezetőtanárunk
Dr. Bérczi Szaniszló levelezésben álltak és Shoemaker megküldte a tanár
úr számára a dokumentációkat. A Surveyor űrszondák sikere egyszerű, mégis
a funkcióját kiválóan ellátó vázfelépítésében rejlett. A tetraéderes szerkezet
ma is az ismert legstabilabb háromdimenziós forma. A többszintes szerkezet
lehetővé teszi a modulok legoptimálisabb elhelyezését és megkönnyíti rögzítésüket.
A hárompontos támaszték pedig biztosítja az űrszonda helyzetének stabilitását.
Hunveyor űrszondánk váza kisebb változtatásokkal az eredeti méret 1/3 szorosa.
Alapanyag
Viszonylag könnyű, mégis erős anyagot
kellett választanunk. Első megközelítésben 12 mm Ć és 15 mm Ć rézcsöveket
választottunk, hisz ez mindenki által könnyen hozzáférhető anyag. Egyetlen
hátránya azonban van a réznek, mégpedig, hogy jól vezeti a hőt. Ez pedig
a forrasztáskor jelentett némi nehézséget.
Illesztések
A rézcsövek illesztését forrasztással
oldottuk meg. A pontosság érdekében sablonokat (kereteket) készítettünk,
melyhez felfogató bilincsekkel rögzítettük a méretre vágott és az áthatás
érdekében bereszelt csöveket. Eleinte nagyteljesítményű pákát használtunk
a forrasztáshoz, de mivel a réz hamar elvezette a hőt, ezért áttértünk
a nagyobb hatásfokú benzin lámára.
Talpak, lábak
A Surveyor űrszondákhoz hasonlóan
próbáltuk megépíteni a lábakat, valamint a talpakat. A lábakat mi vörösrézből
készítettük. Mivel űrszondánk mérete pontosan egyharmada a forrás-űreszköznek
mondható amerikai társának, ezért kihagyhattuk a lábak között található
merevítőket. Mivel a vázzal kapcsolatos ejtési kísérleteket egyelőre nem
tervezünk (azonban a későbbiekben erre nyilván szükség lesz), ezért elhagytuk
a teleszkóp-szerkezetet is, amelyek a fékező rakéták mellett holdra szálláskor
csillapították az erős rezgéseket. A 3 darab 12 milliméteres rézcső-láb
várakozásainkon felül hihetetlen erősnek mutatkoztak! Az elhelyezett napelem
és műszerpark stabilan lelyezkednek el a váz egyes részein. Az eredeti
Surveyor űrszondán a leszállás előkészületéig a lábak fel voltak hajtva.
Így összecsukva könnyen elférhetett a hordozórakétán. A talpak azt biztosítják,
hogy a szonda stabilan helyezkedjen el a felszínen a földet éréskor. A
műanyagból elkészített talpakon egy speciálisan kimaratott műanyag szerekzet
foglya össze egy menetes szár segítségével a rézcsöveket. Arra is számítani
kell, hogy leszálláskor a talaj nem egyenletes, így a talp-mechanizmus
egy vízszintes tengely körül elfordulhat.
Felfogató egységek, bilincsek
Az egyes műszereket és berendezéseket
biztonságosan és stabilan kell elhelyezni az űrszondán. Ehhez az ábrán
látható megoldást használjuk. A műanyagból készült egységet négy csavar
rögzíti a vázhoz, majd ugyanez a négy csavar a berendezést tartja. Elkészítése
nagyon egyszerű, gyorsan megvalósítható.
A Főmodult tartalmazó doboz
Az ábrán látható vékony alumínium
lemezből készült műszerdoboz a fedélzeti számítógépet, (részben) a tápellátó
rendszer elektronikáját és az akkumulátorokat, valamint egyéb elektronikai
egységeket foglal magában. Elkészítése nagyon egyszerű, mivel a 6 elemből
készült doboz 2-2 része egyforma. Szétszedése és felfogatása is nagyon
könnyű, gyorsan hozzáférhető, két csavar eltávolítása után máris bent lévő
elektronikai részt látjuk.
• A főmodul
• A tápellátó rendszer
A tápellátó rendszer feladata és
funkciója
A tápellátó rendszer biztosítja
a Hunveyor számára a szükséges villamos energiát. Ez az űrszonda egyik
legfontosabb része, mivel az összes berendezés működése ettől (is) függ.
Megtervezése nem egyszerű feladat, mivel a misszió során az űrszonda naphoz
viszonyított térbeli elhelyezkedését és valamennyi elektromos műszer időbeli
működését figyelembe kell venni. Ezért a rendszer tervezését és megépítését
tekintve 3 fejlesztési lépés adódik (lásd: fejlesztési lépések).
A tápegység elektronikája
A Hunveyor villamosenergia ellátását
egy PC tápegység biztosítja. Stabil feszültsége és viszonylag nagy teljesítménye
kiválóan megfelel az elektronikai berendezéseknek: a fedélzeti számítógépnek,
a Robot Evolution mikrovezérlőnek valamint a kar és tükör mozagtó motoroknak.
Méretét tekintve óriási, viszont nagyon könnyen és gyorsan beépíthető az
egész rendszerbe. Kimeneteit tekintve ±5V és ±12V stabil feszültséget szolgáltat.
Mivel jelenleg még nemigen beszélhetünk a tápegységről, mint elektronikáról,
ezért erről bővebben lásd a Fejlesztési lépések részt.
A napelemtábla
Az elektronika méretezése lényegében
attól (is) függ, hogy mekkora az a maximális teljesítmény, amelyet a napelemtábla
le tud adni. Ezért nagyon fontos, hogy a napalemek mindig optimális szögben
álljanak, mindig a nap felé fordulva, a napot kell követniük. Ezért olyan
elektronikai berendezéssel (fényerősségmérő) kell elátni, amely méri a
nap fényerejét. A napelemtábla ennek függvényében elfordul. Egy mikrovezérlőn
keresztül a fényerősségmérőtől kapott jelek hatására lép működésbe maga
a napelemtábla forgatását végző mechanika. Ehhez két darab szervomotorra
van szükség, tekintettel a napelemtábla súlyára. A motorok két irányba
képesek fordítani az egységet: egyrészt a függőleges, másrészt pedig a
vízszintes tengely körül. A fenti ábrán látható, hogy két tábla magasodott
az űrszonda fölé. Azonban ezek közül csak az egyik napelemtábla, a másik
antenna volt. A Hunveyoron jelenleg ez az antenna nem szükségeltetik, mivel
a kommunikáció az űrszonda és az irányító központ között csak kis távolságban
valósul meg. A napelemtábla teljesítménye csupán 12W (12 V-on), ezért ez
nyilván nem tudja ellátni az egész rendszert villamos energiával, csupán
az akkumulátor töltésére elegendő valamennyi műszer kikapcsolt állapota
mellett.
A fedélzeti számítógép és a tápellátó
rendszer kapcsolata
Az egyes elektronikai berendezések
tápellátását megfelelően szabályozni, ki- illetve bekapcsolni és állandó
jelleggel ellenőrizni kell. Ezen kívül a tápegységen belül néhány jól meghatározott
helyen mérni kell a feszültséget, az áramerősséget és a hőmérsékletet,
hiba esetén azonnal be kell avatkozni, és kiküszöbölni a hibát. Mivel a
villamos energia az űrszonda számára létfontosságú, ezért ennek az alrendszerek
állandó kapcsolatban kell lenni a fedélzeti számítógéppel, amely az előbb
felsorolt feladatokat végzi.
• Kísérletek, mérések
• A Rover
Kommunikáció az űrszonda és a
vezérlőpult között
Computer
Az irányító központ (vezérlőpult)
Szerver
Munkaállomások
Internet