REHAB

Re-usable High Altitude Balloon

rehab_logo

A ReHAB modul egy kis karbantartás igényű, többször felhasználható vezérlőegység, mely a ballon irányítása mellett a tudományos eszközök felügyeletét is ellátja. A fejlesztés során törekedtünk arra, hogy a modul tömege alacsony legyen, ezáltal minél több hasznos teher, tudományos eszköz szállítására legyen lehetőség. A megvalósítás során az egy unitos CubeSat méret szabványt használtuk, ezzel is előkészítve az utat a későbbi kisműholdas küldetések számára.

 

Vezérlés

 
 

A modul lelke az UPRA moduláris fedélzeti rendszer, mely biztosítja a kétirányú rádiós kommunikációt, a ballon élő követését GPS segítségével, a house-keeping és tudományos adatok begyűjtését, a tudományos eszközök felügyeletét valamint az energia ellátáts felügyeletét. Lehetőség van integrált kamera csatlakoztatására is, mely képeit a repülés során le lehet tölteni és lehetőséget nyújt a kísérlet(ek) vizuális megfigyelésére. A ReHAB modul alkalmas három kisebb tudományos műszer energia ellátásának biztosítására, illetve igény esetén a Mérő Gondolábam elhelyezett tápegység is használható. Igény esetén az OBC kezeli repülésmegszakítást, mely leoldja és szükség esetén felhasítja a léggömböt.
  A ReHAB struktúra négy alapkártyából épül fel.

OBC

On-Board Computer

A Fedélzeti Számítógép (On-Board Computer – OBC) gondoskodik a rendszer felügyeletéről és a telemetria és house-keeping adatok feldolgozásáról. Az OBC közvetlenül kezeli a GPS modult, mely segítségével az aktuális pozíciót és magasságot lehet meghatározni valamint a fedélzeti órát a mindenkori GPS időhöz szinkronizálja.

COM

Telecommand

A Kommunikációs Modul (COM) gondoskodik a kétirányú folyamatos rádiókapcsolatról a ballon és a földi személyzet között. Jelenleg minden kommunikácó UHF rádióval történik, mely lehetőséget biztosít a rádióamatőr közösség bevonására a ballon követése során. A későbbiekben tervezzük egy S-Band rádióadó kifejlesztését, mely a tudományos mérések adatainak letöltését teszi lehetővé.

 
 

DAU

Data Acquisition Unit

A Mérés-Adatgyűjtő Kártya (Data Acquisition Unit – DAU) gyűjti a mérési adatokat. Adatgyűjtés mellett alkalmas kisebb mérőeszközök felügyeletére is.

EPS

Electric Power System

Az Energia Ellátó Alrendszer (Electric Power System – EPS) biztosítja a megfelelő tápellátást a ReHAB modul egyes részegységeinek valamint három kisebb mérőeszköz számára. Az EPS figyeli az egyes modulok teljesítmény felvételét és meghibásodás esetén képes újraindítani vagy véglegesen lekapcsolni a hibás modulokat. Emellett monitorozza az akkumulátorok állapotát, szükség esetén bekapcsolja az akkumulátor fűtést illetve jelzi az alacsony akkutöltöttséget.

 

Biztonság

 
 

A ReHAB rendszer része egy tartalék GPS egység, mely független a fedélzeti rendszer többi elemétől. A modul célja, hogy komoly meghibásodás vagy a rádiós link elvesztése esetén is meg lehessen határozni a landolás helyét. A tartalék GPS modul önálló tápellátással rendelkezik és GSM hálózaton keresztül kommunikál a földi személyzettel. Jelenleg egy a piacon elérhető GPS nyomkövetőt használunk melyet a későbbiekben szeretnénk lecserélni egy saját fejlesztésű modulra, mely bővített funkcionalitással fog rendelkezni.

A megbízhatóság növelése és a sikeres repülés érdekében minden modult és tudományos eszközt részletes tesztelésnek vetünk alá, mely a funkcionális tesztek mellett környezeti szimulációkat is jelent.

 

Felügyelet

 
 

Igény esetén a ReHAB modul a tudományos mérőeszközök felügyeletét is képes ellátni. A mérőeszközök csatlakozhatnak közvetlenül az UPRA rendszerbuszra, mely CAN BUS alapú kommunkációt valósít meg és rendelkezik egy tartalék kommunikációs vonallal is. Amennyiben a közvetlen csatlakoztatás nem megoldható, biztosítani tudunk egy interfész modult, mely a legelterjedtebb adatátviteli protokollokat (UART, I2C, SPI, stb.) alakítja a ReHAB rendszer számára feldolgozható formátumra. Kisebb eszközök esetén lehetőség van a DAU kártyán keresztül csatlakozni a rendszerhez.

 

VÁZ

 
 
ReHAB 1U CubeSat váz és fedélzeti rendszer robbantott rajza

ReHAB 1U CubeSat váz és fedélzeti rendszer robbantott rajza

A ReHAB modul váza egy unitos CubeSat méretszabványnak megfelelően készült. A cél a könnyű összeszerelés és a tömeg alacsonyan tartása volt, ezért a váz fő elemei 3D nyomtatással készültek.

Teszteléshez összeállított ReHAB 1U CubeSat váz és fedélzeti rendszer

Mivel ballonos repülések során extrém hideg hőmérséklettel kell számolni, ezért a modul egy szigetelődobozban utazik. A szigetelődoboz polisztirolból készült és egy többrétegű szigetelőkabáttal (MLI) egészítettük ki ezzel is biztosítva a lehető legjobb hőszigetelést.

ReHAB-150 kapszula aluminium külső vázzal, melyet később 3D nyomtatott belső vázra cseréltünk

ReHAB-150 kapszula aluminium külső vázzal, melyet később 3D nyomtatott belső vázra cseréltünk

A polisztirol szigetelés a hővédelem mellett a landolás során extra védelmet biztosít a rendszernek és a környezetnek is. A szigeteléssel együtt a ReHAB modul mérete 150x150x150mm és tömege egy kilógramm körül mozog.