W-Cube -nanosatelliitti lähetti 31.8. klo 16:21 signaalin avaruudesta äärimmäisen korkealla 75 GHz taajuusalueella. Signaali vastaanotettiin onnistuneesti maa-asemalla Grazissa, Itävallassa.
Euroopan avaruusjärjestö ESAn Suomesta tilaama satelliitti lähettää signaalin VTT:n ja saksalaisen Fraunhofer IAF:n kehittämällä radiomajakkajärjestelmällä. Satelliitin avulla mallinnetaan nyt ensimmäistä kertaa, kuinka 75 GHz:n signaali läpäisee Maan ilmakehän. Tämä avaa mahdollisuuksia korkean millimetriaaltotaajuusalueen hyödyntämiseen tulevaisuuden tietoliikennesatelliiteissa.
Uutta taajuusaluetta ja lisäkapasiteettia tarvitaan jo lähivuosina, kun tietoliikennesatelliitit lisääntyvät ja suuret satelliittiparvet kuten SpaceX:n Starlink aloittavat toimintansa.
”Nykyiset matalammat taajuusalueet on jaettu kapeiksi kaistoiksi, joista satelliitit ja maanpäälliset radiolinkit kilpailevat. Korkean taajuusalueen kaistaa ei ole sen sijaan vielä jaettu eri sovelluksille. Vapaa leveä kaista mahdollistaa nopean tiedonsiirron ja yhteydet esimerkiksi 5G- ja 6G-verkoissa ja syrjäisillä alueilla kuten pohjoisessa Suomessa. Euroopan avaruusjärjestö ESAlla on missio tarjota näitä yhteyksiä ja panostaa näin Euroopan kilpailukykyyn”, selvittää erikoistutkija Jussi Säily VTT:ltä.
Signaalin eteneminen ilmakehän kerrosten lävitse on tunnettava ennen kuin uutta taajuusaluetta voidaan hyödyntää. W-Cuben kaksitaajuinen radiomajakkajärjestelmä lähettää 75 GHz signaalia Maan ilmakehän läpi mittausasemille Graziin Itävaltaan sekä Espooseen. Mittausdatan avulla mallinnetaan, kuinka avaruuden ja ilmakehän sääilmiöt ja olosuhteet vaikuttavat signaalin etenemiseen ja polarisaatioon. Lisäksi W-Cube lähettää 37,5 GHz signaalia, joten mittaustietoa voidaan verrata aikaisempiin matalien taajuusalueiden malleihin. Akkutehon säästämiseksi majakkasignaalit kytketään päälle vain silloin, kun ne ovat havaittavissa mittausasemilla Euroopassa. Muulloin satelliitti lataa akkujaan aurinkopaneeleilla. Satelliitin kiertoaika Maapallon ympäri on noin 1,5 tuntia ja se on kerrallaan näkyvissä (horisontista horisonttiin) maa-asemalla noin 10 minuuttia.
ESAn ensimmäinen satelliittitilaus Suomesta
W-Cube on ensimmäinen ESAn Suomesta tilaama satelliitti. Kyseessä on ESAn ARTES-projekti, jota koordinoi itävaltalainen Joanneum Research. Suomalainen Reaktor Space Lab (RSL) on kehittänyt ja valmistanut W-Cuben satelliittialustan. VTT on puolestaan suunnitellut, valmistanut ja testannut W-Cuben radiomajakkajärjestelmän saksalaisen Fraunhofer IAF:n kanssa. Satelliitin signaalia mitataan Grazin päämittausaseman lisäksi vastaavalla asemalla VTT:llä Espoossa.
”Toivomme, että tämä auttaa Suomea pääsemään mukaan myös mittavampiin satelliittiohjelmiin. Projektilla on suuri merkitys niin osaamisen kuin testausympäristöjen kehittämisessä. Satelliittien testiympäristö on muodostunut Otaniemeen VTT:n, Aalto-yliopiston ja kaupallisten toimijoiden yhteistyöllä. Satelliitin avaruuskelpoisuuden varmistamiseksi on tarvittu muun muassa maanpäällisiä tyhjiö-, lämpö- ja tärinätestejä haastavassa testiympäristössä”, Säily mainitsee.
W-Cube laukaistiin avaruuteen 30.6.2021 Cape Canaveralista Floridasta SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketilla, yhtenä Transporter 2 -mission 88 satelliitista. Omalle kiertoradalleen W-Cube lähetettiin 22.7.2021, ja ensikontakti satelliitin ja RSL:n maa-aseman välille muodostettiin 22.-23.7.
”Tätä seurasi käyttöönottoprosessi, jossa varmistimme, että kaikki järjestelmät toimivat suunnitellusti avaruuslennon rasitusten jäljiltä. Vaihe huipentui tänään 75 GHz signaalin lähettämiseen ja vastaanottoon. Tämän merkkipaalun saavuttamisen jälkeen signaalin etenemistä ilmakehässä eri olosuhteissa ja vuodenaikoina seurataan vähintään kahden vuoden ajan”, sanoo Reaktor Space Labin toimitusjohtaja Jarkko Antila.
