Český vědecký subsatelit. Byl vyvinut v Ústavu fyziky atmosféry AV ČR (tým RNDr. P. Třísky, CSc.), který je též provozovatelem.

Magion 5 byl vypuštěn nosnou raketou Molnija-2BL současně s družicí Interbol 2 jako součást programu INTERBALL.

Experimentální vybavení tvoří:

• vlnový experiment KEM-3
• spektrální analyzátor SAS
• vlnový analyzátor ULF
• třísložkový magnetometr SG-R8
• třísložkový magnetometr DMA
• energetický spektrometr elektronů a protonů DOK-S
• plasmový spektrometr elektronů a protonů MPS, EPS
• analyzátor chladného plasmatu KM-14
• plasmový detektor VDP-S
• dvě kamery VIM (snímkovaní noční strany Země).

ROZHOVOR L+K s Ing. Pavlem Třískou o Magionu 5

Magion 5, vypuštěný 29. srpna t. r. nosnou raketou Molnija z kosmodromu Pleseck spolu s družicí Interball, nepracuje. Tak nějak zněla první zpráva vydaná záhy po vypuštění. Agentura Itartas dokonce pustila do světa zprávu, že se česká družice v kosmu ztratila...

S měsíčním odstupem byla pro vedení mezinárodního projektu Interball vypracována zpráva, popisující k čemu vlastně došlo a analyzující záznamy prvních spojení telemetrické stanice Ústavu fyziky atmosféry AV ČR v Panské Vsi s družicí Magion 5. O odpověď na otázku, jaké závěry tato zpráva obsahuje, jsme požádali ing. Pavla Třísku, CSc., národního koordinátora české části projektu Interball a vědeckého pracovníka Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, kde družice vznikla.

Zpráva obsahuje přehled etap činnosti na prvních pěti obězích po vypuštění komplexu Interball 2 - Magion 5. Na prvním oběhu, kdy proběhlo oddělení Magionu, naše stanice Panská Ves zjistila, že se družice aktivovala, avšak současně nedostala oficiální potvrzení o jejím oddělení. Toto potvrzení chybělo v telemetrických údajích z Interballu 2 a v telemetrii z Magionu 5 bylo jakoby stvrzováno tím, že sluneční panely nedávaly dobíjecí proud do palubní sítě družice. To nás vedlo k závěru, že Magion 5 je stále ve stínu hlavní družice, a že oddělení proběhlo pravděpodobně jen částečně.

Tuhle představu jsme měli dosti dlouho. Mezitím jsme ovšem zjišťovali alespoň stav palubních přístrojů, nejdříve telemetrických - vyzkoušeli jsme plnou telemetrii, čtyři hlavní telemetrické vysílače, tedy všechny s výjimkou jediného, vyzkoušeli jsme i další přístroje a ověřili, jaký je stav vyklopení slunečních panelů a tyčí. Opakovaně jsme vyslali několik povelů na jejich vyklopení. Poslední stav byl takový, že ze 16 vyklápěných panelů bylo potvrzeno vyklopení 12. U dalších není vyklopení potvrzeno koncovým spinačem a je tedy možné, že dosud vyklopeny nejsou. Na družici je ještě šest pevných slunečních panelů.

Jistou dobu jsme některým vlastním telemetrickým údajům nevěřili, protože v blízkosti Magionu upevněného na mateřské družici je hlavní telemetrická anténa Interballu 2 pracující s výkonem desítek wattů a řada měřicích obvodů Magionu 5 mohla být ovlivněna vysokofrekvenčním polem této antény a jejich údaje proto mohly být chybné. Týkalo se to i údajů, které jsme získali o proudu dodávaném slunečními panely. Považovali jsme je za chybu měření v důsledku vysokofrekvenční indukce.

Celkem v šesti intervalech v trvání vždy šesti až osmi minut, v jednom případě dokonce dvaceti minut, jsme na druhém až pátém oběhu družice Magion 5 získali plnou telemetrii se všemi technologickými údaji. Protože jsme šetřili energii - věděli jsme, že ji čerpáme pouze z nedobíjených akumulátorů - ověřovali jsme postupně zapínáním funkci některých dalších systémů. Zapnuli jsme například videokameru, pomocí níž jsme si chtěli ověřit, zda došlo či nedošlo k oddělení. Kamera sice předala obrázek, avšak jeho vyhodnocení nám neposkytlo žádnou jednoznačnou odpověd, pravděpodobně proto, že v zorném poli kamery zaostřené na nekonečno a umístěné na nevyklopeném panelu byly blízké součásti družice, takže obrázek byl neostrý. Vyzkoušeli jsme i některé vědecké přístroje, mezi nimi magnetometr, jehož údaje jsou součástí informací o orientaci družice v kosmu.

Abychom ověřili oddělení Magionu, přistoupili jsme i ke zvýšení rychlosti rotace Magionu 5 pomocí reaktivního systému, kde je pracovním mediem stlačený vzduch. To bylo možné udělat až po souhlasu pracovníků stanice v Jevpatorii po sedmi hodinách od vydání povelu k oddělení. Původní rychlost otáčení družice kolem podélné osy, která činila zhruba jednu otáčku za dvě minuty, je daná tím, že se Magion oddděluje od orientované a rotující mateřské družice. V případě, že by družice byly spojeny, zaregistrovalo by naše zapnutí i řídicí středisko v Jevpatorii, kontrolujicí mateřskou družici Interball 2. Poté, co jsme se i tímto způsobem definitivně ujistili o oddělení obou objektů, jsme konečně začali věřit našim údajům ze slunečního čidla, které udávají polohu družice vůči slunci. Teprve tehdy jsme mohli konstatovat, že hlavní závada je v energetickém systému, který nedobíjí palubní akumulátory.

Klíčové, životně důležité systémy družice se zálohují, jak je tomu v tomto případě?

Záložní systém, který na palubě máme a který by umožnil i z omezeného počtu vyklopených panelů dobíjet přes nezávislý měnič akumulátory, jsme zapínali. Pravděpodobně funguje, ale bud nestačí k dobíjení a nebo jeho zapnutí nebylo stabilní. Tento záložní systém se totiž dá vypínat a zapínat na rozdíl od systému hlavního, ten má fungovat trvale. Pomocí záložního systému je mimo jiné možné po degradaci slunečních článků, řekněme po roce práce v kosmu, zvýšit zásobování energetického systému na nominální úroveň. Tento záložní systém se nám nepodařilo uvést do činnosti definitivně. Ten by nám určitě pomohl. V telemetrii máme ovšem interval, který zaznamenává dobíjecí proud o hodnotě 1,3 A po dobu delší než jednu minutu. Tolik energie by pro dobíjení a práci s družicí postačovalo. Naznačuje to, že závada, která patrně v primárním napájecím okruhu existuje, možná není stabilní.

Jak průběh prací s Magionem 5 ovlivnily poněkud zmatené informace putující od zdroje ze střediska v Jevpatorii přes různé mezičlánky na telemetrickou stanici do Panské Vsi?

Vliv to zákonitě mělo. Kdybychom měli jistotu, že Magion 5 byl správně oddělen na prvním oběhu, organizovali bychom vlastní práce na dalších obězích jinak. Začínali bychom úplně něčím jiným, než pokusným zapnutím telemetrie pro zjištění stavu paluby. Věnovali bychom se především vyklápění panelů, tyčí a orientací. To jsou normální kroky nutné pro běžný dlouhodobý provoz.

S těmito kroky jsme nezačínali, protože jsme předpokládali, že nedošlo k úplnému oddělení Magionu. Vyklápění tyčí a panelů by zvyšovalo nebezpečí možného dalšího zachycení mateřskou družicí. Sérii povelů, jimiž se uvolňují jednotlivé zámky výklopných tyčí a slunečních panelů jsme zopakovali poté, co jsme se ujistili, že k oddělení došlo.

Kdybychom měli na palubě dostatek energie a současně tuto jistotu již odpočátku, mohli bychom zhruba třiapůlhodinové rádiové viditelnosti družice na každém oběhu využít k tomu, abychom systematicky opakovali jednorázové povely k vyklopení těch panelů, kde k tomu podle údajů telemetrie nedošlo. Snažili bychom se také aktivovat záložní systém slunečních panelů.

Zatím jsme nehovořili o podchlazení družice. Přibližně šest hodin po startu byla teplota na některých místech družice mínus 30 stupňů Celsia. Také toto podchlazení mohlo být přičinou, že se nám včas a automaticky po oddělení neotevřely všechny sluneční panely a otevíraly se později dodatečnými povely na dalším oběhu. U akumulátorů podchlazení podstatně snižuje kapacitu. Při teplotě mínus 7 či 8 stupňů, které akumulátory měly v době, kdy jsme s družicí pracovali, je yšak práce s nimi možná. Akumulátor se v té době pouze nemá přebíjet, aby redošlo k jeho nevratnému poškození.

Jak se zjištěná závada na primárním energetickém systému promítá do Vaší další práce s družicí?

V současné době jsme vlaštně práci s družicí skončili tím, že jsme s ní ztratili spojení po poklesu napětí na palubě pod úroveň nezbytnou pro činnost povelového spoje. Naděje na obnovení provozuschopnosti družice spočívá v tom, že závada na primárním napájecím systému, v obvodu slunečních panelů, tak jak sama vznikla zase sama zmizí. Může k tomu dojít alespoň krátkodobě například při ohřevu družice na dráze, která bude trvale osvětlena sluncem. Zatím, zhruba do poloviny října, je část dráhy ve stínu Země.

Pak by byl provoz družice plně možný - základní systémy s výjimkou napájecího jsou všechny provozuschopné. Závada je bohužel v takové části energetického systému, do níž povelem nemůžeme zasáhnout i kdyby povelový systém pracoval. Není k tomu vůbec konstruován, protože se nikdy nepředpokládalo, že by měl být vypínán.

Co tedy v současné době podnikáte k záchraně družice?

Systematicky vysíláme sérii povelů zvolených tak, aby v případě změny energetické situace na palubě družice povelový systém vypnul všechno co není nutné a naopak zapnul všechno co je nezbytné k zahájení normálního provozu a k tomu, aby se dobíjely akumulátory. Naděje na oživení družice v principu potrvá alespoň rok. Vyšší pravděpodobnost na odstranění závady je v období, kdy se družice bude nacházet na plně sluncem osvětlené dráze, k čemuž dochází dvakrát ročně. Nejbližší taková situace nastane ve druhé polovině října 1996.

Máme podobnou zkušenost již z předcházejích experimentů. Na příklad u Magionu 2 se nám pro silné podchlazení družice - asi na mínus 60 stupňů Celsia - nepodařilo otevřít dostatečný počet panelů po oddělení a v důledku toho byl na palubě nedostatek elektrické energie. Teprve po třech měsících, na plně osvětlené dráze, se nám podařilo družici aktivovat. Prvním povelem, který jsme tehdy po nabití akumulátorů z částečně otevřených panelů vyslali, se podařilo rozevřít další panely a družice pak zhruba třičtvrtě roku normálně pracovala. To je příklad toho, že zdánlivě neřešitelné situace, které se na družici mohou vyskytnout, se přece jen může podařit úspěšně vyřešit.

Nespoléháme ovšem jen na náhodu a podle získaných telemetrických dat z Magionu 5 imitujeme v laboratorních podmínkách na záložních systémech různé varianty činnosti systémů družice, abychom co nejpřesněji určili pravděpodobnou závadu a zpřesnili naši činnost.

Poslední laboratorní zkoušky ukazují, že příčinou závady je s největší pravděpodobností zkrat na jednom ze slunečních panelů.

Děkuji za rozhovor a spolu se čtenáři budeme čekat na optimističtější zprávu od Vás.

S Ing. P. Třískou hovořil Mgr. J. Kroulík 

Česká družice Magion procitla z dlouhého spánku

Martin Uhlíř

Již prakticky odepsaný satelit Magion 5, který sestrojili čeští vědci, náhle po 20 měsících mlčení odpověděl na signály vysílané ze Země.

PRAHA- Geofyzikální kosmická laboratoř Magion 5, kterou na oběžnou dráhu vynesla před necelými dvěma lety ruská kosmická loď, k velkému zármutku svých českých konstruktérů fungovala jen několik hodin. Tak dlouho totiž trvalo, než se vybil akumulátor, který družici zásoboval elektrickou energií. Dobíjení akumulátoru ze slunečních panelů selhalo. Stalo se tak nejspíš kvůli zkratu, který pravděpodobně vznikl již při manipulaci na kosmodromu.

Od srpna 1996 se vědci z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR pokoušejí satelit oživit prostřednictvím signálů, které vysílají z observatoře v Panské Vsi. Minulý týden byla jejich snaha korunována úspěchem. Podle ing. Františka Hrušky ze zmíněného ústavu příčina zkratu zřejmě pominula. Budíček přitom družici asi zatroubilo samo Slunce, které měla zkoumat. Zkratované vodiče propojující jednotlivé destičky slunečních panelů se od sebe mohly oddálit poté, co se inkriminované místo zahřálo. Trochu nás děsí, co se stane, pokud teplota opět poklesne, říká ing. Hruška a dodává, že zkrat se ale také mohl zahřívat, až přehořel. Odborníci z ústavu si nejsou jisti, jaký mechanismus vlastně družici vyřadil z provozu, jejich domněnky o příčinách zkratu vycházejí ze simulací prováděných v laboratoři. Jisté je jen jedno satelit doplatil na zastaralé sluneční panely sovětské výroby, které k němu byly z úsporných důvodů připojeny. Sluneční baterie jsou velmi nákladnými zařízeními a čeští vědci měli sovětské panely z minulých dob k dispozici.

Museli jsme je použít, říká Hruška. Volbu usnadnila i skutečnost, že v minulosti s panely Made in USSR žádné problémy nebyly. Kromě těchto panelů je celá družice české výroby, nese však kromě českých aparatur i řadu zahraničních přístrojů.

Družice Magion 5 byla vypuštěna v rámci mezinárodního projektu INTERBALL. Pohybuje se po protáhlé oběžné dráze, jejíž nejbližší bod je od naší planety nyní vzdálen asi 6000 km, nejvzdálenější 20 000 km. Díky tomu satelit prolétá prostředím o různých fyzikálních vlastnostech. Poznatky, které může poskytnout, jsou velmi ceněny například vědci zkoumajícími vliv Slunce na nejbližší okolí Země. Družice, jejíž systémy nyní fungují normálně, už první vědecké údaje do Panské Vsi odeslala. 

Magion se po dvou letech ozval

Stanislav Valdman

V pořadí pátá česká vědecká družice Magion 5 byla na oběžnou dráhu vyslána 29. srpna 1996. Vědcům se však družice neozývala. "Konečně jsme s ní navázali spojení a funguje již přes sto dní," pochvaloval si v pondělí Jiří Šimůnek, pracovník Ionosférické observatoře v Panské Vsi u Dubé na Českolipsku, která patří Geofyzikálnímu ústavu Akademie věd ČR.

"Magion 5 se odmlčel hned druhý den po startu. Předpokládali jsme, že šlo o poruchu na slunečních panelech, které družici dodávají elektrickou energii," uvedl J. Šimůnek, kterému se podařilo obnovit přerušené spojení. Z Panské Vsi vysílali vědci periodicky rádiové povely určené k oživení družice, ale v případný úspěch málokdo věřil. "Podařilo se mi 8. května zapnout vysílač a nyní již máme s družicí normální spojení a pětka reaguje na všechny povely," dodal Šimůnek. Přerušení spojení podle odborníků zavinil zkrat způsobený mechanickou příčinou, nejspíše deformací vývodů na zadní straně jednoho z panelů. "Určitě víme, že nešlo o závadu na některé elektrosoučástce, protože ta by se sama od sebe neopravila. Ovšem někdy se i v kosmu dějí zázraky," poznamenal k závadě J. Šimůnek.

Nejmladší z rodiny Magionů váží 59 kilogramů, obíhá po eliptické dráze kolem naší planety ve vzdálenosti od 1000 do 20 000 kilometrů. Na jeden oběh mu stačí šest hodin. Je součástí soustavy čtyř družic mezinárodního projektu Interball, který je zaměřen na výzkum magnetosféry a ionosféry a na přenos energie ze Slunce do zemské atmosféry. Program je celosvětově koordinován po názvem Solar Terrestrial Energy Program (STEP). Ten byl zahájen v roce 1990 a je do něj zapojena řada družicových projektů. Jak uvedl Šimůnek, byl program narušen nešťastnou havárií rakety Ariane v roce 1996, ale projekt Cluster se čtyřmi družicemi ESA je znovu připravován na rok 2001.