Obsah > V Česku > MAGION > Magion 1 > Magion 1 v L+K

CESTA K MAGIONU

(Časopis Letectví + kosmonautika : L+K č. 4 / 1979)

První československá družice Magion (Na titulní straně časopisu L+K č.4/1979 – Foto: V.Jukl)Dne 24. října 1978 byla v rámci Mezinárodního programu výzkumu magnetosféry (IMS) úspěšně vyvedena na geocentrickou dráhu družice Interkosmos 18 (AUOS-MAG-IK), nesoucí jako subsatelit první československou družici Magion 1. Úkolem obou družic je společný výzkum magnetosféry a ionosféry. První československou družici připravili pracovníci Geofyzikálního ústavu ČSAV ve spolupráci s Tesla VÚST.

Družice Magion je zcela autonomní, má tvar kvádru o rozměrech 300 x 300 x 150 mm, na jehož horní základně je nosič rámové magnetické antény; hmotnost družice obnáší 15 kg. K oddělení subsatelitu od mateřské družice došlo 14. listopadu 1978.

*  *  *

Ve skupince sedmi Čechoslováků, která přihlížela ten říjnový den posledním předstartovním přípravám nosné rakety, byl také inženýr Jaroslav Vojta, vývojový pracovník Geofyzikálního ústavu ČSAV. Nebyl tu poprvé, podobných napjatých okamžiků prožil od toho svého prvního, při vypouštění Interkosmosu 3, celou řadu. Přesto v tomto okamžiku prožíval něco podobného jako tehdy před osmi léty. Pod oranžovým aerodynamickým krytem bílého nosiče s červenými písmeny INTERKOSMOS nebyla totiž jen osmnáctá družice této organizace, ale s ní také první - i když miniaturní - družice československá. Jak asi obstojí, budou pracovat všechny přístroje bez závad? Neodtrhne se při vibracích při startu některý ze stovek pájených vodičů uvnitř? Nezamrzne vybavení subsatelitu, který zpočátku bude stíněn tělesem mateřské družice?

Takových vyslovených a nevyslovených otázek byla celá řada. A ne jen před samotným startem . .

„Začalo to vlastně už v roce 1974," vyprávěl mi takřka měsíc po úspěšném oddělení první československé družice Magion, jak byla nazvána, inženýr J. Vojta ve své pracovně v Praze na Spořilově. „Tehdy vedoucí ionosférického oddělení GfÚ ČSAV, inženýr Pavel Tříska, CSc., vystoupil na pravidelném zasedání organizace INTERKOSMOS s návrhem měřit určité jevy současně na dvou tělesech. Jeho návrh připadal mnohým jako nesplnitelný sen. Ale inženýr Tříska neúnavně přesvědčoval na všech stranách, na konferencích, na zasedáních. Dokazoval přednosti tohoto způsobu zkoumání problému tak dlouho, až uspěl.''

Zpočátku mu v přesvědčování pomáhal i Jaroslav Vojta, ale jen do té doby, kdy bylo nutné se důkladněji zabývat technickými otázkami celého problému. Pak už ležela celá tíha „diplomatického" jednání na Pavlu Třískoví, který se stal jakýmsi ,,hlavním teoretikem", zatímco Jaroslav Vojta převzal úlohu „hlavního konstruktéra". Ptám se ho tedy, co takové konstrukci družice předcházelo.

Družice Interkosmos 18 se subsatelitem Magion 1 na spodním dnu„Zpočátku jsme vlastně nenavrhovali samostatnou družici, ale autonomní oddělitelný blok, přístroj ke sledování určitých jevů v magnetosféře a ionosféře," říká inž. J. Vojta. „Napadlo nás to už když jsme se v Sovětském svazu zúčastňovali předstartovních prověrek na družicích Interkosmos 3 a 5. Tam jsme totiž při konečné montáži zjistili, že se celá družice staticky vyvažuje závažím o hmotnosti až deseti kilogramů. Tehdy jsme si řekli, že by se místo závaží dal na družici připevnit další malý přístroj, schopný autonomní činnosti. To byl první takový impuls. Pak ale na dlouhou dobu zůstala tato myšlenka nevyužita. Teprve když se začalo s přípravou komplexního experimentu pro novou družici typu AUOS, na kterou se vešlo už podstatně více přístrojů, jsme tu naši starou myšlenku zkusili uplatnit."

Nešlo jim o slávu, o to, že postaví první československou družici. Jejich cíl byl mnohem a mnohem prostší, nebo možná složitější - odlišit signály, vznikající přírodními jevy v ionosféře a magnetosféře Země, od signálů, které přináší pohyb družice. To se až dosud, za použití jedné družice, nedalo od sebe odlišit. Problém mohl být úspěšně vyřešen jen za pomoci oddělitelného přijímače nízkofrekvenčních jevů přírodního charakteru, který by v určité vzdálenosti od mateřské družice přijímal totéž co její přístroje.

„Samozřejmě," pokračoval inženýr Vojta, „že jsme si od počátku uvědomovali, že to vlastně nemůže být jen samotný přijímač, ale také například systém napájení, přenos měřených signálů a zajištění potřebného tepelného režimu. To je minimum, které tam musí být. K tomu, aby tato aparatura mohla účinně pracovat, je už zapotřebí jakési povelování, jímž by se aparatura dala zapínat a vypínat a vlastně i nějaká ta telemetrie, dalo by se říci služebního rázu, z níž by bylo zřejmé, v jakém stavu družice je. Než se ale tuto myšlenku samostatného oddělitelného bloku na družici AUOS-MAG-IK podařilo prosadit, uplynul více než rok, skoro dva roky."

Oddělitelný blok byl na družicích Interkosmos naprostou novinkou, proto ta nedůvěra. Ale když už byl schválen, vyvstala otázka takřka Nerudovská: Kam s ním?

Inž. J. Vojta s panelem slunečních článků a technologickým modelem první československou družicí„Tuhle otázku jsme pochopitelně nemohli řešit my," rozpovídal se dál můj spolubesedník, „ale konstruktéři mateřské družice. Pro ně jsme museli stanovit předběžné rozměry, aby věděli s čím počítat. Rozměr, který Magion dnes má, vyšel z tohoto odhadu. Protože jsme věděli, jaký objem zabíraly naše předchozí přístroje, stačilo připočíst rozměry chemických baterií a služební části a vyšel nám objem, který by subsatelit měl mít. Protože jsme chtěli mít vlastní těleso subsatelitu výrobně co nejjednodušší, zvolili jsme za základ kvádr o základně 300 x 300 milimetrů, přičemž výška tělesa 150 milimetrů byla dána rozměrem desek s vlastními obvody a prvky. Jde totiž o to, aby desky nebyly příliš velké, protože u nich vzniká problém s počtem vývodů z desky, s odvodem tepla a nejsou ani tolik mechanicky odolné při vibracích při startu. Když jsme tedy dodali základní rozměry, navrhli sovětští odborníci, že by se subsatelit mohl umístit na boku mateřské družice mezi panely slunečních baterií. Odděloval by se po rozevření panelů slunečních baterií, přičemž by musel mezi nimi velice přesně proletět mezerou širokou asi 350 milimetrů. A právě v tom bylo úskalí tohoto řešení - neslo sebou takřka nesplnitelný požadavek na setinu milimetru přesného umístění těžiště. Nepřesně vyvážený subsatelit by se mohl při oddělování natočit a v krajním případě i zachytit o panely slunečních baterií. My jsme samozřejmě museli Magion vyvažovat, těžiště bylo ale určeno s přesností na tři desetiny milimetru. Určitou neznámou bylo vedle toho i chování mateřské družice po oddělení subsatelitu upevněného na boku. Byla tu totiž obava z možné závady v orientaci mateřské družice na Zemi. Uvažovalo se proto dokonce o symetrickém oddělování dvou družic, či jedné družice a protizáva­ží. Nakonec se definitivní řešení přiklonilo k umístění družice na spodní dno, kde zcela odpadl problém s přesným vymezením těžiště a problém možného porušení stability mateřské družice."

Vlastní technická realizace prvního subsatelitu organizace INTERKOSMOS začala na rozhraní roku 1975 a 1976. Koncem roku 1976 proběhly jeho první zkoušky, v roce 1977 druhé, kterých se v Československu zúčastnili i sovětští odborníci, a v listopadu roku 1978 Magion začal úspěšně plnit své úkoly. Celkem tři roky tedy trvalo, než se podařilo překonat tři hlavní problémy, s nimiž se naši odborníci dosud nesetkali.

Tři vývojové exempláře družice Magion„Vlastní elektronika se od té, kterou jsme dělali už dříve, příliš nelišila. Bylo však nutné ve zvýšené míře dbát na odvod tepla. Ve velké hermeticky uzavřené dru­žici je cirkulující atmosféra, tam s tím takové problémy nejsou, avšak my jsme navrhli družici nehermetizovanou, kde je možné teplo z jednotlivých obvodů odvádět jen vedením nebo zářením. A tam už je to s tepelným režimem složitější. Navíc tepelný režim celého bloku byl pro nás novou věcí a nebýt spolupráce se sovětskými odborníky, kteří se pro jeho vyřešení nadchli, těžko bychom si s ním poradili. Dalším problémem byla stabilizace družice a tlumení kmitů. Stabilizace v magnetickém poli, kterou jsme zvolili, nám byla dostatečně známa a i když jsme s ní neměli praktické zkušenosti, byli jsme schopni ji navrhnout sami. Řešili jsme ji použitím permanentních magnetů a tlumení kmitů hysterezí. Posledním řešeným problémem bylo napájení. Od počátku jsme dávali přednost slunečním článkům, neboť pro čtrnáctidenní plánovanou aktivní životnost vycházely hmotnost a rozměry chemických baterií příliš velké. Avšak bylo nutné navrhnout celý napájecí systém, vhodnou kombinaci chemických baterií se slunečními, řešit přepínání záložního okruhu, ochranu baterií a další. Sluneční baterie se u nás ale nevyrábějí a jejich nákup v zahraničí by vyšel příliš draho a tak nezbylo než opět požádat o pomoc sovětské soudruhy a ti ochotně panely slunečních baterií dodali."

V průběhu tříletého vývoje první československé družice vznikly tři technologické modely družice a jeden kus speciálně určený pro teplotní zkoušky. Vnitřní vybavení technologických modelů i konstrukce elektroniky uvnitř doznala během zmíněných tří let takových změn, že za definitivní prototyp je možné považovat až třetí technologický model, podle něhož byly zhotoveny dva letové exempláře.

Magion 1 – první československá družice„Zajímavým vývojem procházelo zejména vnitřní vybavení," usmál se Jaroslav Vojta. „Původní návrh předpokládal, že se dovnitř dá zařízení na měření nízkofrekvenčních polí. Postupem doby, při výrobě tohoto zařízení, jsme zjistili, že při vhodném rozmístění obvodů nám uvnitř trochu místa zbývá a tak jsme přidali aparaturu na měření částic o nízkých energiích, od 20 až 30 keV výše. Čidla na měření částic - miniaturní Geiger-Műllerovy počítače o průměru asi 10 milimetrů - jsme získali rovněž v SSSR. Do tělesa družice se spolehlivě vešly a nyní se ,dívají' jakoby do dvou směrů - podél magnetické silokřivky a kolmo na ni. V posledním roce jsme vybavení Magionu doplnili ještě měřením, rezonančních vlastností plazmy. Stávající přístroje doplnil generátor, který může jednou z přijímacích antén povelového přijímače budit nízkofrekvenčním signálem okolí družice. Vybuzený signál se jinou anténou přijímá a zjišťuje se, jak se okolní prostředí chová.

A když to vezmeme důsledně, pak i příprava a vypuštění vlastního nehermetizovaného subsatelitu bylo také takovým technologickým experimentem. V budoucnu se podobný subsatelit znovu uplatní všude tam, kde bude nutné měřit na dvou tělesech."

Aktivní experiment s družicí Magion 1 už skončil. Dnes „mají pracovníci Geofyzikálního ústavu ČSAV částečně zpracovány služební údaje ze subsatelitu, které předali do hlavního řídicího střediska v SSSR, a zpracovali i vzorky vědeckých údajů, při nichž se porovnávaly signály obou družic. Vlastní podrobné zpracování údajů ze všech průletů však potrvá mnohem déle. Magion tím ale svou činnost neskončil. Pokud bude jeho aparatura pracovat jako doposud bez závad, využije se jí i při dalších experimentech Mezinárodního programu výzkumu magnetosféry.

Vyprávění inž. J. Vojty zaznamenal J. Kroulík

JAK SE ODDĚLOVAL MAGION

(Časopis Letectví + kosmonautika : L+K č. 4 / 1979)

Jak se odděloval Magion (14.11.1978)Hlavním úkolem společných měření družic Interkosmos 18 a Magion 1 bylo zjišťování časových a prostorových změn v zemské magnetosféře a ionosféře. K tomu bylo nutné zajistit optimální vzájemný pohyb obou těles. Ten je v podstatě určen velikostí a směrem rychlosti, s níž se Magion od mateřské družice oddělil.

Družice Interkosmos 18 byla po navedení na oběžnou dráhu postupně stabilizována pomocí zemského gravitačního pole a soustavy gyroskopů. Její podélná osa míří ve směru místní vertikály (takže spodní dno družice s většinou aparatury směřuje do středu Země), druhá osa je kolmá na rovinu oběžné dráhy a třetí doplňuje systém na prostorový pravoúhlý (v případě kruhové dráhy míří přesně ve směru pohybu družice). Tato orientace družice je udržována s přesností několika stupňů po celou dobu její aktivní existence.

Pomocí zákonů nebeské mechaniky je možné vypočítat relativní dráhu tělesa, vypuštěného známou rychlostí v některém z uvedených tří směrů (nahoru - dolů, do stran nebo dopředu - dozadu). Ukazuje se, že složky rychlosti v prvních dvou směrech vyvolávají pouze krátkoperiodické změny vzdálenosti - tedy že se těleso po jednom oběhu zase vrátí k mateřské družici. Jedině složka ve směru (nebo proti směru) pohybu kolem Země vyvolává systematické vzdalování. Proto bylo nutné zajistit oddělení našeho subsatelitu tak, aby tato složka měla potřebnou velikost. Z konstrukčních důvodů byl Magion umístěn na dolním dnu mateřské družice, na podložce skloněné 30° k její podélné ose. Pružinový mechanismus pak zajistil oddělení danou rychlostí ve směru dolu a dopředu. Třetí složka rychlosti (do strany) byla nulová, s přesností odpovídající přesnosti systému stabilizace. Proto se obě tělesa pohybovala ve stejné rovině (alespoň zpočátku, než začaly působit další vnější vlivy). Tento pohyb je znázorněn na připojeném obrázku, kde je Interkosmos 18 neustále v počátku souřadnic.

Jak se odděloval Magion (14.11.1978)K oddělení první československé družice Magion 1 došlo jak známo 14. listopadu 1978 v 18.45 na 314. oběhu mateřské družice, při jejím letu od rovníku přes Evropu, krátce před dosažením perigea. V tomto okamžiku byla družice nad 15,0° v. d., 47,2° s. š., ve výši 476 km, a její signály začaly být zachycovány v řídicím středisku Panská Ves. Magion se začal vzdalovat rychlostí 0,424 m.s-1 směrem dopředu a dolů od mateřské družice. Protože však jeho samostatná dráha měla asi o 410 m větší průměrnou výšku než Interkosmos 18, byla podle 3. Keplerova zákona její oběžná doba asi o 0,5 s delší. Proto se Magion za mateřskou družicí postupně opožďoval a během každého oběhu vykonal relativní pohyb ve tvaru jakési smyčky, jejíž rozměry se neustále zvětšovaly. Za jeden den po oddělení vzrostla vzdálenost na 60 km a rozkmit ve výšce dosáhl 1,4 km. V průběhu dalšího letu byla rychlost vzdalování ovlivněna ještě rozdílným brzděním obou těles ve vysoké atmosféře, takže se s časem zvětšovala. Tak 24. listopadu 1978 na začátku 464. oběhu, dosáhla vzdálenost 1056 km, 26. listopadu 1978 již 1296 km atd. Vzdálenost 1000 km, která byla původně stanovena jako limitní pro společná měření s Interkosmosem 18, znamená, že Magion prolétl nad daným místem zemského povrchu asi o 2,2 min později, zatímco rozdíl výšek byl pouze 55 km. Teprve po dosažení vzdálenosti přes 4000 km (v polovině prosince roku 1978) přestaly být obě družice „vzájemně viditelné˝, protože spojnice jejich ploch protínala zemský povrch. Zhruba koncem ledna 1979 se Magion opozdil za IK-18 právě o polovinu oběhu (vzdálenost se tedy rovnala 14 000 km, což je průměr oběžné dráhy) a obě tělesa se opět začala přibližovat. Vzhledem k rozdílným poruchám obou drah (vlivem atmosféry a nepravidelností zemského gravitačního pole) se však k sobě nepřiblíží více než na několik set kilometrů.

(PL)


Fotografie a nákres k článkům „Cesta k Magionu“ a „Jak se odděloval Magion“: (Snímky:  V.Jukl, ČTK, archiv L+K)

1) Magion 1 – první československá družice

2) Družice Interkosmos 18 se subsatelitem Magion 1 na spodním dnu

3) Inž. J. Vojta s panelem slunečních článků a technologickým modelem první československé družice

4) Tři vývojové exempláře družice Magion

5) První československá družice Magion (Na titulní straně časopisu L+K č.4/1979 – Foto: V.Jukl)

6) Jak se odděloval Magion (14.11.1978)

60 km – 1,0 d
55 km - 0,95 d
50 km - 0,9 d
45 km - 0,8 d
40 km - 0,7 d
35 km - 0,6 d
30 km - 0,55 d
25 km - 0,5 d
20 km - 0,4 d
15 km - 0.3 d
10 km - 0,2 d
5 km - 0.1 d

+ 5 km

IK18 - SMĚR POHYBU KOLEM ZEMĚ

- 5 km

STŘED ZEMĚ


MAGION 1

1978 - 099C

Ing. JAROSLAV VOJTA
(Časopis Letectví + kosmonautika : L+K č. 6 / 1979)

Součásti celosvětového vědeckého programu výzkumu magnetosféry (IMS) byl i start geofyzikální družice Interkosmos 18 (1978-099A). Mezi experimenty této družice, zaměřené na výzkum vazby mezi magnetosférou a ionosférou Země, patří i studium časově prostorové struktury nízkofrekvenčních elektromagnetických polí v ionosféře a magnetosféře Země metodou synchronního měření několika vybraných parametrů ve dvou bodech prostoru, tj. na dvou družicích, které se pohybují po téže oběžné dráze a pomalu se od sebe vzdalují. Tato úloha je řešena pomocí subdružice, malé družice nazvané Magion 1 (MAGnetosféra-IONosféra), která byla vyvinuta a vyrobena v ČSSR a jejíž přístrojové vybavení tvoří doplněk mateřské družice Interkosmos 18.

Po oddělení subdružice je relativní rychlost obou těles taková, aby umožnila v průběhu 14 dnů provádět souběžná měření přibližně ve vzdálenosti od 0 do 1000 km a tím splnit hlavní část vědeckého experimentu. Družice Magion může samostatně pracovat na oběžné dráze i po ukončení této fáze experimentu.

Konstrukce

Magion 1 – první československá družiceDružice má tvar hranolu o vnějších rozměrech 300 x 300 x 150 mm, z něhož vystupují jednotlivé antény. Kostru dru­žice tvoří dvě pevné desky (dolní a horní podstava), které jsou spojeny centrální trubkou termostatu a čtyřmi obvodovými komůrkami pro desky elektronického vybavení. V prostoru mezi obvodovými komůrkami jsou umístěny dvě chemické baterie a dva předzesilovače. Na horní podstavě je upevněn sloupek nesoucí anténu pro příjem magnetické složky VLF signálů; šikmo od paty sloupku směřuje pásková anténa vysílače v pásmu 400 MHz. Páskové antény dvou povelových přijímačů a vysílače v pásmu 136 MHz jsou upevněny na spodní podstavě; nejdelší anténa slouží k příjmu elektrické složky VLF signálů a je připevněna přímo u desky předzesilovače.

Na bočních stěnách hranolu je umístěno 8 panelů slunečních baterií, na každé podstavě jsou připevněny 4 panely. Ve středu dolní podstavy je připevněn krou­žek adaptéru k mechanickému spojení subdružice s oddělovacím mechanismem mateřské družice.

Energetický systém

Primárním zdrojem elektrické energie jsou panely slunečních baterií, které dobíjejí chemickou baterii, tvořenou osmi NiCd články. Jelikož družice není orientována na Slunce, je osvětlena pouze část plochy panelů slunečních baterií. Jejich střední výkon při osvětlení Sluncem je 2,7 W. Provozní chemickou baterii dobíjí 14 slunečních panelů, 2 panely udržují v nabitém stavu záložní chemickou baterii. Kapacita každého akumulátoru je 4 Ah. Spotřeba družice při průletu nad pozemní řídicí stanicí je závislá na režimu, v němž družice pracuje, a pohybuje se od 3 W do 10 W. Na zbývající části dráhy družice pracuje v úsporném režimu se spotřebou 1 W. To umožňuje využívat plného pracovního režimu 10 W na všech průletech družice (denně 4 až 5) zónou rádiové viditelnosti řídicí stanice a evropských přijímacích stanic. Poklesne-li napětí na provozní chemické baterii pod minimální mez, odpovídající 10 % kapacity akumulátoru, pracovní režim družice se automaticky přepíná na spotřebu 1 W. V případě poruchy provozní baterie se energetický systém automaticky přepíná na záložní chemickou baterii.

Systém tepelné regulace

Magion 1 – první československá družiceje pasivní. K dosažení požadovaného teplotního režimu se využívá absorpčních a radiačních vlastností materiálů na povrchu družice. Protože většinu povrchu družice pokrývají panely slunečních baterií (asi 66 %), jejichž vlivem střední teplota uvnitř družice klesá do záporných teplot, byl zbytek družice pokryt mikroskopickou vrstvou zlata, které se ukázalo jako nejvhodnější materiál ke zvýšení teploty. Aby na družici nevznikaly tepelné gradienty mezi osvětlenou a neosvětlenou částí, byla kostra vyrobena ze slitin hliníku a tepelná vodivost byla v kritických místech zlepšena tepelnými mosty. Těmito opatřeními se podařilo zajistit střední teplotu uvnitř družice v rozmezí + 10 až +30 ° C, přičemž kolísání teploty během jednoho obletu (změna Slunce-stín) nepřesáhne ±3 °C.

Stabilizace

K zajištění optimálních podmínek pro činnost vědecké aparatury je družice stabilizována podél siločar magnetického pole Země. Stabilizační systém obsahuje 4 permanentní tyčové magnety (o celkovém momentu 6 Am2), umístěné po dvou na protilehlých stěnách družice v prostoru chemických baterií. Tlumení kmitů družice podél magnetické siločáry zajiš­ťuje smyčka z vhodné magnetické slitiny. Při odklonu osy družice od magnetické silokřivky vznikají při přemagnetování materiálu smyčky hysterezní ztráty, které tlumí výkyvy družice.

Družice je stabilizována v takové poloze, aby osa antény pro příjem magnetické složky VLF signálů byla kolmá k silokřivce magnetického pole Země.

Komunikační a telemetrický systém

zajišťuje příjem povelů, přenos vědeckých údajů a údajů o funkci jednotlivých systémů družice. Pro příjem povelů jsou na družici dva nezávislé přijímače, pracující se společným dekodérem. Každý přijímač má vlastní anténu. Povelový spoj pracuje v pásmu VHF na kmitočtu 149,32 MHz.

Telemetrický systém má vysílač pracující na kmitočtu 137,15 MHz (pásmo VHF) s výkonem 0,15 W a vysílač pracující na kmitočtu 400,57 MHz (pásmo UHF) s výkonem průměrně 1,5 W. Oba vysílače jsou napojeny na čtvrtvlnové páskové antény. Horní podstava družice, na které je připevněna anténa vysílače v pásmu 400 MHz, je vlivem magnetické stabilizace družice skloněna nad severní polokoulí Země k jejímu povrchu. Tím je zlepšen vyzařovací diagram této antény směrem k pozemním přijímacím stanicím. Vysílač v pásmu UHF umožňuje přenos vědecké informace ve dvou širokopásmových kanálech 80 Hz a 16 kHz současně s přenosem informace na čtyřech subnosných kmitočtech v normě IRIG. Vysílač v pásmu VHF přenáší informace o funkci systémů družice na dvou subnosných kmitočtech.

Telemetrický systém družice je vybaven digitální pamětí s kapacitou 1024 osmibitových slov. Používá se pro záznam (vzorkování) 32 vybraných parametrů po dobu 94 minut. Telemetrický systém a vědeckou aparaturu je možno uvést do plného provozu povelem z řídicího střediska nebo programovacím zařízením. Po šestnácti minutách provozu se plný provozní režim automaticky vypne a v činnosti zůstávají pouze nejnutnější systémy.

Pro určování prvků dráhy družice se využívá dvou nezávislých principů. První vychází z měření změn přijímaného kmitočtu, vzniklých vlivem Dopplerova posuvu kmitočtu. Pro zvýšení přesnosti měření je možno při tomto pracovním režimu zapnout vyhřívání základního oscilátoru vysílače v pásmu UHF. Druhý způsob využívá k měření vzdálenosti mezi družicí a pozemní stanicí rádiového dálkoměru.

Vědecké přístroje

MAGION 1 – Schématický nákres a popis jednotlivých částí družiceZákladní přístrojové vybavení družice tvoří aparatura pro příjem přírodních VLF jevů v pásmu 80 Hz až 16 kHz. Skládá se ze dvou přijímačů pro příjem elektrické a magnetické složky VLF jevů. Elektrický přijímač má jako čidlo prutovou anténu o délce 2 m, čidlem pro příjem magnetické složky je feritová anténa. Přijímače obsahují kompresní zesilovač, který upravuje dynamiku 60 dB na vstupu na 6 dB na výstupu, vhodnou pro telemetrický přenos. Další rozšíření vstupní dynamiky je možné změnou zesílení povelem. Za předzesilovač pro magnetickou či elektrickou složku je možno povelem připojit ještě analyzátor spektra. Analyzátor pracuje v reálném čase a má 16 kanálů rozložených logaritmicky v přijímaném VLF pásmu.

Družice dále nese aparaturu na měření elektrického pole v pásmu kmitočtů od 0,01 do 80 Hz. Jako čidlo slouží anténa s předzesilovačem pro VLF jevy, výstup aparatury je přenášen na subnosném kmitočtu.

Měření prováděné VLF přijímačem doplňuje blok měření rezonančních vlastností plazmatu v okolí družice. Používá k buzení plazmatu jednou z antén přijímače povelového spoje. Amplituda a kmitočet budícího signálu v pásmu do 8 kHz jsou ovládány z pozemní řídicí stanice.

Na družici je umístěno také zařízení pro registraci proudů nabitých částic - elektronů s energií nad 30 ke V. Čidly tohoto přístroje jsou čtyři miniaturní Geiger-Műllerovy počítače. Počítače mají zorný úhel 30° a směřují podél a napříč magnetického pole Země.

Průběh letu

Subdružice byla vynesena na oběžnou dráhu společně s družicí Interkosmos 18, která byla vypuštěna v SSSR dne 24.10. 1978 (parametry dráhy: hp = 406 km, hA = 764 km, i =82,97°, P= 96,40 min). Během prvních tří dnů po startu byla mateřská družice stabilizována vzhledem k Zemi a k vektoru rychlosti a byly proměřeny všechny služební systémy. V dalších dnech byly postupně zapínány a prověřovány jednotlivé části vědecké aparatury, a pozemní stanice v SSSR, BLR, NDR a ČSSR přijímaly první vědecké informace. Teprve po úplném prověření všech přístrojů mateřské družice a zhodnocení prvních výsledků bylo mož­no přistoupit k oddělení subdružice. K tomu došlo na 314. oběhu mateřské družice dne 14. 11. 1978 v 17.45 UT, při jejím letu od rovníku přes střední Evropu na povel z řídicího střediska.

Pružinový oddělovací mechanismus, umístěný v dolní části družice Interkosmos 18 udělil subdružici rychlost 0,424 m.s-1; vzhledem k mateřské družici se Magion 1 pohyboval směrem dolů a dopředu pod úhlem 60°. Po 20 s, potřebných k tomu, aby se subdružice dostatečné vzdálila od mateřské družice, zapracovalo časové relé, které vydalo povel k rozvinutí páskových antén. Od tohoto okamžiku začalo pozemní řídicí středisko na observatoři Geofyzikálního ústavu ČSAV v Panské Vsi zachycovat signály telemetrického vysílače.

Dráha družice Magion 1 měla asi o 410 m větší průměrnou výšku než dráha Interkosmosu 18 a tak oběžná doba subdružice byla o 0,5 s delší. Družice Magion 1 se za mateřskou družicí začala opožďovat. Za první den po oddělení byla vzdálenost mezi oběma objekty asi 60 km a v dalších dnech lineárně narůstala.

Družice Magion 1 se během prvního dne samostatného letu stabilizovala podélnou osou ve směru silokřivek magnetického pole Země s přesností lepší než ± 5° ve středních geografických šířkách. Družice se kolem osy stabilizace pomalu otáčí; jednu otáčku vykoná za tři minuty. Vlivem tohoto otáčení je celý povrch družice rovnoměrně ozařován Sluncem a tím jsou vytvořeny podmínky pro udržení požadované teploty celé družice. Teplota uvnitř družice se prvém dnu po oddělení stabilizovala na střední teplotě + 15°C.

Provoz družice

Družice je ovládána z pozemní řídicí stanice umístěné na observatoři Geofyzikálního ústavu ČSAV. Provoz družice probíhá podle stanoveného rámcového plánu, který je denně upřesňován dálnopisným stykem s koordinačním střediskem v Moskvě.

Při průchodu družice zónou radiové viditelnosti řídicí stanice jsou zapínány jednotlivé režimy. Současně je přijímána a registrována telemetrická informace z družice. Výstupními médii jsou magnetické pásky a registrační záznamy. Telemetrická informace je pravidelně přijímána stanicemi v SSSR (Moskva, Apatity).

Geofyzikální družice Magion 1 (1978-099C) pracovní název „Blok S"

Rozměry: hranol 300 x 300 x 150 mm celková výška se sloupkem antény 300 mm

Start: 24. 10. 1978 (s mateřskou družicí), oddělení 14. 11.1978 v 17.45 UT

Nosná raketa: Kosmos 3M

Kosmodrom: Pleseck (SSSR-Rusko)

 

Dráha: geocentrická

Hmotnost: celková 15 kg

 
 

Perigeum: 404 km

Úkoly: sledování časově prostorové struktury VLF polí v součinnosti s družicí Interkosmos 18 (1978-099A)

Apogeum: 762 km

 

Sklon: 82,05° (82,96°)

Provoz družice: Geofyzikální ústav ČSAV

Ionosférická a telemetrická observatoř Panská Ves

Oběžná doba: 96,36 min

 

Stabilizace: magnetická, v jedné ose

 

Plánovaná životnost: 6 měsíců

Aparatura družice pracovala téměř tři roky až do jejího zániku v atmosféře

Zánik: 11.9.1981 (Space 40, ČTK)

Životnost: 1053 dní

Hlavní dodavatelé: Geofyzikální ústav ČSAV (vědecká aparatura, část služební aparatury), Tesla-VÚST (kostra družice, část služební aparatury) IZMIR AN SSSR (sluneční panely)


Fotografie a nákres k článku „Magion“ : (Snímek:  ČTK, archiv L+K)

1) Magion 1 – první československá družice

2) MAGION 1 – Schématický nákres a popis jednotlivých částí družice

ANTÉNA PRO PŘÍJEM ELEKTRICKÉ SLOŽKY VLF JEVŮ (2m)
ANTÉNA VYSÍLAČE  400.57 MHz
ANTÉNA PRO PŘÍJEM MAGNETICKÉ SLOŽKY VLF JEVŮ
TECHNOLOGICKÉ KONEKTORY
PANELY SLUNEČNÍCH BATERIÍ
NIKL-KADMIOVÉ BATERIE
ANTÉNA POVELOVÉHO PŘIJÍMAČE
ANTÉNA VYSÍLAČE 137,15 MHz
ČIDLA GEIGER-MŰLEROVÝCH POČÍTAČŮ
ANTÉNA POVELOVÉHO PŘIJÍMAČE
DESKY S ELEKTRONIKOU


Přepis článku: M.Filip, 24.4.2006


Aktualizováno : 07.05.2006

[ Obsah | Kosmonautika v Česku | Magion | Magion 1 ]

Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.