(a cikk célja a Starlink műholdak működésének enyhén műszaki megközelítése, hátha segít kicsit jobban megérteni a működésüket és hogy miért látjuk úgy őket, ahogy)

Elöljáróban talán pár szót a globális internet bizniszről, hogy könnyebb legyen megérteni a motivációt.

Musk 2019-ben azt nyilatkozta, hogy az internet mint olyan kb. 1 billió (1 000 000 000 000) dollárt érő iparág. Ha ennek mindössze 5%-át képes lenne a SpaceX zsebre tenni, akkor nagyjából 50 milliárd dolláros bevételt tudhat magáénak. Emellett eltörpülne a jelenlegi TELJES műhold iparág jelenleg 5 milliárd dolláros bevétele.

Iszonyú sok pénzről van szó!

Persze megfizethető és bárhol elérhető internet a világ nagy részének óriási dolog lenne, ha csak az oktatásra gondolunk egy pillanatra, ha csak azt vesszük alapul milyen hatása volt/van a mi életünkre. De kár azt hinni, hogy egy magánszektorbeli beruházásnak kizárólag a közjó a célja, pláne ha ennyi pénzről van szó. Viszont ha bármilyen üzleti terv üzleti szempontból nem fenntartható, akkor bele van kódolva a bukás. Ki-ki maga döntse el, melyik aspektust részesíti előnyben, de egy dolog bizonyosan tény, a csillagos égre mért hatása már most kézzel, akarom mondani ‘szemmel’ fogható.. De akkor lássuk kicsit részletesebben, hogy mi is a Starlink hálózat.

Annak ellenére, hogy a SpaceX cég évek óta nyíltan tervezte a Starlink globális internet hálózat kiépítését, a világot és főleg a szak-és amatőrcsillagász közösségeket szinte sokkolta az első 60 darab műhold indítása és annak elképesztő látványa. Dr. Marco Langbroek holland csillagász örökítette meg elsőként a műhold ‘vonatot’, elképesztő látványt jelentett az égen 60 darab fehér kis pont, ahogy sorban egymásután haladnak keresztül csendben az égbolton.

 

 

A látvány mindenképp lehengerlő volt (lehetett, személyesen sajnos nem láttam még indítás után közvetlenül őket), a beszámolók mindenféle leírást adtak a jelenségről ufó-összeesküvéstől megkezdve tényleg a legvadabb ötletekig bezárólag. Ami azonnal nyilvánvaló volt az a fényességük. Vizuális magnitudójuk a fényesebb csillagokéval vetekszik, a +4/+5 magnitudó helyett – az azóta sokszor sokak által észlelt és azon tapasztalatokra alapozva – inkább +1/+2 magnitudó a fényessége. Sajnos nincs túl sok információ a műholdakról (pláne nem magyarul), azok viselkedéséről, magáról a működési mechanizmusról, például indítás utáni állapottól hogyan jut el a kívánt 550km-es működési magasságba és közben mi történik vele, stb. Annyit már most tudni lehet, hogy nagyjából 12000 műholdra kapott engedélyt a SpaceX, de lehetőség szerint akár 42000! darabig kaphatnak további engedélyt. Egyelőre ez a hivatalos állásfoglalás a cég részéről, a terv ellenzői persze a nagyobb számot használják előszeretettel, akik kicsit kevésbbé elfogultak azok pedig a 12000-es számot. Minden ilyesfajta engedély kiadása az amerikai FCC (Federal Communications Commission) hatáskörébe tartozik. Természetesen komoly kérdést vet fel, hogy egy amerikai szerv hogyan hozhat olyan döntést, aminek globális hatása lesz a Föld lakosságára és az általuk megfigyelni kívánt égboltra.

 

Amatőr Nemzetközi Űrállomás fotósként a kisebb ember alkotta objektumok (űrhajók, műholdak, stb.) fotózása is érdekel, a minap sikerült is az eddigi legtisztább felvételem elkészítenem, amit számos helyen megosztottam (facebook, twitter, reddit, instagram Space Station Guys néven) és rengeteg érdekes hozzászólást kaptam. Ez indított el abba az irányba, hogy elkezdjek kicsit beleolvasni a témába, tájékozódni és ha lehetséges összegyűjteni a jelenleg rendelkezésre álló angol nyelvű információ legalább egy kis töredékét. Rövid konklúzió elöljáróban – eszméletlen sok valóban okos ember van a világon és ezt most a lehető legkomolyabban állítom! A következőkben a számomra legalábbis érthető információk következnek, nem vagyok szakember és sokszor angol kifejezést vagy annak nem éppen a megfelelő fordítását használom, ezért elnézést kérek (bármilyen építő jellegű kiegészítést, kiigazítást jó néven veszek!).

 

Indítás, alacsony földkörüli pályára állítás

Az indításokat a SpaceX youtube csatornáján bárki követheti, ezek egyébként nagyon jó minőségű közvetítések. A 60 darab műholdat egy Falcon-9 Block 5 típusú SpaceX rakéta juttatja a világűrbe és a legutóbbi 2 alkalmat leszámítva a végén általában még egy rakéta első fokozat landolást is láthatunk.

 

 

Az indítás utáni első percekben az első fokozat működik és juttatja a második fokozatot valamint a hasznos terhet kb. 50km-es magasságba. A fokozatok szétválása után a második fokozat folytatja gyorsulást a földkörüli pályán maradáshoz szükséges sebesség eléréséhez, míg az első fokozat megkísérli a leszállást egy az Atlanti-óceánra kivezényelt úszó platformra.
A második fokozat 300km-es magasságba juttatja a 60 Starlink műholdat majd a megfelelő korrekciós manőverek végeztével útnak engedi őket.

 

Ezt követően egy speciális mechanizmus veszi kezdetét, mely során az egyes műholdak a megfelelő irányban leválnak egyenként közös egységről. Ha ez sikerrel megtörtént, a műholdak összehajtogatott napelemtáblái lassan kinyílnak és megkezdődhet az akkumulátorok töltése. Mivel ekkor még csak nagyjából 300km-es földfeletti magasságban találhatóak a műholdak, a tervezett 550km-es magasság eléréséhez úgynevezett kripton ion-hajtóműveket használnak (kicsivel bővebben később). Ennek köszönhetően egy lassú, de igen költséghatékony folyamat veszi kezdetét és nagyjából 1.5-2 hónap alatt éri el a kívánt magasságot.

 

Műhold felépítése

Úgy gondolom a műhold felépítésének és működésének alapszintű megértése kicsit segít megérteni, miért ennyire fényesek a Starlink műholdak az indítás utáni hetekben, majd később miért lesznek sokkal halványabbak, csökkent a vizuális magnitudójuk.

Nos a műhold alapvetően két fő egységből áll, egy napelemtáblából (solar panel) és a műhold műszaki egységéből (satellite bus).

 

A műszaki egységben található:

• ún. HET (Hall-effect truster) ion hajtómű – hajtóanyaga kripton és ennek segítségével pályamanővereket képes végrehajtani (magasság emelése/csökkentése, műholdak egymástól való távolságának változtatása, életciklusa végén pedig deorbit manőver, aminek eredményeképpen elég a légkörben)
• 4 giroszkóp (főleg a megfelelő orientációban segédkeznek)
• ún. Star Tracker és ütközésvédelem – a műholdak folyamatosan ismerik nemcsak a többi Starlink pozícióját, de a US Védelmi Minisztérium műhold-és űrszemét-követő rendszerét is aktívan használja, autonóm módon pedig azonnal elkerülő manőverbe kezd egy lehetséges ütközés esetén, ezzel csökkentve az emberi mulasztás okozta késlekedést

 

 

Mitől ilyen fényesek akkor?

 

Különböző fórumokon tájékozódtam ezügyben és a következő magyarázat tűnik a legmegfelelőbbnek (mivel a cég nem igazán beszél erről túl sokat).

Mivel mindegyik műhold 1 darab ion hajtóművel rendelkezik, használatuk alkalmával olyan tényezőket is figyelembe kell venni, mint tömegközéppont (center of mass) vagy irány vektor (velocity vector) – mivel ezen a területen nem igazán vagyok jártas, a fordításokra hagyatkozom. Hogy elkerüljék a féloldalas meghajtást és hogy ne kezdjen a műhold őrült pörgésbe az ún. low drag manőver alatt (amikor emelik a pályamagasságát), az egyébként L-alakú műhold teljesen lapos lesz. A műszaki egység (satellite bus) egy irányban mozgatható és teljesen sík felületet tudnak így kialakítani.
(fentebb a saját fotómon valamelyest látszik, hogy a műhold teljesen sík ebben az állapotban, ezek a műholdak ugyanis nagyjából 400 km magasan keringenek jelenleg, tehát éppen a pályaemelési manőver kellős közepén járnak)

A műholdak életének ebben a fázisában a manőverezésé a legfőbb szerep, így céltudatosan nem foglalkoznak a fényvisszaverő képességükkel. Ezért történhet meg, hogy őrületesen alacsony a vizuális magnitudójuk. Miután elérték a kívánt magasságot, működési stádiumba kerülnek. Ilyenkor a napelemtábla a Nap felé orientálódik, ezzel csökkentve a Földről látható fényvisszaverő képességét. Ami külön érdekesség, hogy a műszaki egység nem rendelkezik saját hűtéssel vagy hőszigeteléssel, így spekuláció ugyan egyelőre, de nagy valószínűséggel úgy oldják meg a tájolást, hogy a napelem vet rá árnyékot, ezzel megelőzve a túlhevülést.

 

Kik és hogyan használhatják majd az így sugárzott internetet?

A kiépítettségtől függően bárki használhatja majd. De közvetlenül a mobilunk vagy számítógépünk nem lesz képes használni az internetet. Egy vevő egységre mindenképp szükségünk lesz. A cég szerint egy vékony, lapos és kör alakú eszközt kell elképzelni, melybe követőmotorok lesznek beépítve. Kezelése egyszerű lesz (elméletben), bedugjuk a konnektorba valamint az ég felé irányítjuk. A motorok a finom beállítást szolgálják majd, a megfelelő vételhez a legmegfelelőbb műholdak felé néz majd.

 

Hatása a csillagos égboltra, ahogy eddig ismertük

 

Naponta látni felvételeket, ahogy a Starlink műholdak zenei kottafüzetté változtatják az égboltunkat. Viszont ezek általában a legfrissebb műholdak átvonulását mutatják, mint ahogy a fenti fotókon is jól láthatjátok. Teljesen nyilvánvaló, hogy végleges működési magasságukban is láthatóak maradnak a hosszú záridős felvételeken, de jó volna látni olyan hazai felvételeket, amelyek kifejezetten a ‘régebbi’ Starlink műholdakat mutatják átvonulás közben. Mert a fent említett és tömören elmagyarázott okok miatt ezek a fotók kicsit félrevezetőek, mivel a fényességük szempontjából legaktívabb stádiumban készülnek a felvételek.

Emiatt a cikk további részét meghagynám a ti fotóitoknak! Minél több felvételt várunk tőletek hosszú záridős Starlink műhold átvonulásokról. Bármilyen felvételt elfogadunk, ami rendes fényképezővel készült (a mobilos felvételeket most mellőznénk ehhez a projekthez), tehát aki szeretne kicsit hozzájárulni ahhoz, hogy megértsük, valójában mennyire is fényesek ezek a műholdak végleges pozíciójukban, itt a lehetőség.

A fotóitokat a public@macsnet.hu címre várjuk.

 

Eddigi küldetések

 

 

Küldetés	Indítás időpontja	Hol vannak most?
Tintin A és B	2018. február 22.	– földkörüli pályán– csökkentett magasságban
1. adag	2019. május 23.	– 1 megsemmisült (bevezették a Föld légkörébe – deorbit)– 1 csökkenő magasság – 38 műhold 530km-es földkörüli pályán – nagyjából 12 csökkentett magasságban – nagyjából 8 félúton a megsemmisítés felé (deorbit)
2. adag	2019. november 11.	– Mind a 60 darab 550km-es végleges magasságban és pályán található
3. adag	2020. január 6.	– 1 megsemmisült (bevezették a Föld légkörébe – deorbit) – 40 műhold 550km-es végleges magasságban és pályán található– 20 műholdnál pályamódosítás folyamatban
4. adag	2020. január 29.	– 20 műhold 550km-es végleges magasságban és pályán található– 20 műhold megfelelő pályán, magasság emelés folyamatban – 20 műholdnál pályamódosítás folyamatban
5. adag	2020. február 17.	– 1 megsemmisült (bevezették a Föld légkörébe – deorbit) – 20 műhold 550km-es végleges magasságban és pályán található– 20 műholdnál magasság emelés elkezdődött, megfelelő pályán– 20 műholdnál pályamódosítás folyamatban
6. adag	2020. március 18.	– 20 műholdnál magasság emelés elkezdődött, megfelelő pályán– 40 műholdnál pályamódosítás folyamatban

A 7. adagról még nincs információ.

Összes útnak indított Starlink műhold (2020. április 21-én): 362

Összes földkörüli pályán található Starlink műhold (2020. április 21-én): 359

 

 

Megfigyelés, fotózás

Egészen sok weboldalon lehet ma már tájékozódni Starlink műholdak átvonulásával kapcsolatosan.

Heavens Above

Egyik ilyen a Heavens Above, ahol a jobb felső sarokban a tartózkodási helyünk megadása (esetleg magyar nyelvre váltás) után bal oldalon a Fényesebb műholdak napi előrejelzése menüpontra kattintunk. Itt láthatjuk az összes aznap éjjel áthaladó műholdra vonatkozó előrejelzést.

Vizuális előrejelzés

Továbbá vizuális szempontból kiváló weboldalt találtunk a minap. Erre a linkre kattintva használhatjátok.

 

Frissítés (22.04.2020)

Egy friss tweet bejegyzésben Elon Musk a következőket írta:

A Dark Sat kísérlettel már eljátszották sokak bizalmát, így majd hisszük ha látjuk. És figyelni fogjuk az tuti!

 

Frissítés (30.04.2020)

 

Viszonylag friss hétfői bejelentés alapján ismét megpróbálnak valamit kezdeni a SpaceX-nél a jelenlegi helyzettel. Egy rádió hullámokat nem akadályozó hab napellenzővel lesznek a következő műholdak felszerelve és szinte azonnal működésbe lép pályára állítás után. Musk az Astronomy and Astrophysics 2020 konferencián jelentette be az új terveket, melyben egy autó napellenzőjéhez hasonlította a megoldást, mely az alkonyati és pirkadati órákban hivatott megakadályozni a napfény visszaverődését.

Már becenevet is kapott a megoldás – VisorSat. Május 7-én esedékes újabb adag már napellenzővel lesz felszerelve és csak reméljük, hogy valamiféle sikerrel jár majd. Nincs nagy elvárásunk, nem az első sikertelen kísérlet lenne. De ha működne, azzal nagyon nagy lépést tennének abba az irányba, hogy valóban csökkentsék a feszültséget az amatőrcsillagászok és a cég között. Ezzel persze a többi probléma megmarad, de talán egy fontos negatív tényezőt sikerülne kiiktatni.

Angol nyelven bővebben ebben a cikkben.

 

Az eredeti angol nyelvű cikkek: műhold műszaki adatok, és egyéb technikai adatok olvashatóak, valamint egy nagyon érdekes Reddit bejegyzés itt3. Továbbá egy friss cikk az új napellenző megoldásról.

Nagy Szabolcs

 

Fotók

Berka Tamás

Horváth Attila Róbert Hozé