opens at · 2019-01-27 · opensat nazwa dokumentu: mission deﬁnition review data utworzenia:...

Opensat Mission definition review

Project Overview Faza 0

Wstęp | opis projektu | cele | podział pracy | ramowy budżet

2018-04-20

Abstrakt Poniższy dokument stanowi podsumowanie fazy 0 projektu Opensat. Zawarty tu został opis projektu,

cele i uzasadnienie, kryteria akceptacji, struktura podziału pracy, ramowy harmonogram, struktura organizacyjna, określenie niezbędnych zasobów oraz potencjalnych źródeł ich pozyskania.

Tytuł przedsięwzięcia:

Opensat Nazwa dokumentu:

Mission definition review Data utworzenia:

20.04.2018

Spis Treści

1. Wstęp ………………………………………………………………………………………....... 4

2. Opis projektu ………………………………………………………………………………….. 6

3. Cele …………………………………………………………………………………………….. 6

3.1. Cel główny ……………………………………………………………………………... 6

3.2. Cele szczegółowe ………………………………………………………………………. 6

4. Omówienie systemów nanosatelity …………………………………………………………... 7

4.1. Ogólna analiza systemów satelity ……………………………………………………… 7

4.2. Szczegółowa analiza systemów satelity ……………………………………………….. 8

4.3. Power system …………………………………………………………………………... 8

4.4. Communication system ………………………………………………………………... 8

4.5. Onboard computer ……………………………………………………………………... 8

4.6. Sollar panels system ……………………………………………………………………. 9

4.7. Flight controll system ………………………………………………………………….. 9

4.8. Stacja naziemna ………………………………………………………………………... 9

4.9. Kwestie niepewne wymagające dyskusji i rozważenia ………………………………... 9

5. Opensat (internetowa platforma edukacyjna) …………………………………………….. 10

6. Solar Panels System …………………………………………………………………………. 10

6.1. Opis systemu ………………………………………………………………………….. 10

6.2. Rozmowy z Saule Technologies ……………………………………………………… 10

7. Uzasadnienie projektu ………………………………………………………………………. 11

8. Kryteria akceptacji ………………………………………………………………………….. 11

9. Struktura podziału pracy …………………………………………………………………… 12

10. Zadania na okres przejścia 0/A …………………………………………………………….. 12

10.1. Faza 0 …………………………………………………………………………………. 12

10.2. Faza A ……………………………………………………………………………….... 12

11. Harmonogram prac …………………………………………………………………………. 13

11.1. Planowanie prac projektowych ……………………………………………………….. 13

11.2. Ramowy harmonogram …………………………………………………………….... 14

2 / 21




20.04.2018

12. Struktura organizacyjna ……………………………………………………………………. 15

12.1. Struktura organizacyjna zespołu ……………………………………………………… 15

12.2. Zespoły funkcyjne …………………………………………………………………….. 15

12.3. Zakres uprawnień i obowiązków ……………………………………………………… 16

13. Ramowy budżet ……………………………………………………………………………… 17

13.1. Wersja 1 budżetu …………………………………………………………………….... 17

13.2. Wersja 2 budżetu …………………………………………………………………….... 18

14. Inne niezbędne zasoby ………………………………………………………………………. 19

15. Źródła finansowania ………………………………………………………………………… 20

16. Literatura ……………………………………………………………………………………. 21

3 / 21




20.04.2018

1. Wstęp

Poniżej znajduje się wstęp, w którym zawarte zostały definicje najważniejszych pojęć oraz omówienie wybranych kwestii związanych z zakresem przedsięwzięcia. Stanowi on krótkie wprowadzenie w temat nanosatelitów, z którym ściśle związany jest projekt, a zapoznanie się z nim ułatwi zrozumienie wszystkich omówionych w dokumencie kwestii.

Sztuczny satelita: obiekt skonstruowany przez człowieka, obiegający ciało niebieskie o większej masie, po torze nazywanym orbitą. Pierwszym sztucznym satelitą w przestrzeni kosmicznej był Sputnik 1, wyniesiony na niską orbitę okołoziemską w 1957 roku. Satelity dzielimy między innymi ze względu na przeznaczenie (badawczy, meteorologiczny, nawigacyjny, technologiczny, telekomunikacyjny, rozpoznawczy), rodzaj orbity, po której się poruszają (np. rozróżnienie ze względu na wysokość: LEO [Low Earth orbit, 160 km - 2000 km], MEO [Medium Earth orbit, 2000 km - 35 000 km], GEO [Geosynchronous orbit, 35 786 km], HEO [High Earth orbit, >35 786 km]), jak i wielkość (np. minisatelita [500 kg - 100 kg], mikrosatelita [100kg - 10 kg], nanosatelita [10 kg - 1 kg]). Cubesat to klasa nanosatelitów, czyli obiektów o masie poniżej 10kg.

Definicja Cubesatów: Cubesat to klasa nanosatelitów, czyli satelitów o masie poniżej 10kg. Są one tworzone w standardzie sześciennych konstrukcji, których wymiary, to 10 cm x 10 cm x 11 cm (1U = 1 Unit). Mogą być one łączone w większe klastry o wielkości 2U, 3U, 6U lub nawet 12U. Standardowo 1U waży około 1,33kg (1 lbs).

Historia cubesatów: Pierwszy satelita w standardzie cubesat to efekt współpracy profesora California Polytechnic State University - Jordi Puig-Suari oraz profesora Stanford University’s Space Systems Development Laboratory - Bob’a Twiggs’a. To właśnie oni w roku 1999 rozpoczęli projekt, który zakończył się w maju roku 2003 wyniesieniem na orbitę pierwszego Cubesata na pokładzie rosyjskiego statku kosmicznego Eurockot. Celem przedsięwzięcia było ułatwienie studentom dostępu do niesamowitego środowiska badawczego oraz doświadczalnego, jakim jest przestrzeń kosmiczna. Od tego czasu częstotliwość wysyłania cubesatów rośnie praktycznie każdego roku, o czym mowa w kolejnym paragrafie. Zaletą tworzenia tak małych konstrukcji jest możliwość umieszczania ich jako dodatkowe, ponadprogramowe, ładunki podczas startu rakiet wynoszących większe i droższe satelity na orbitę okołoziemską. Taka forma sprawia, że koszty znacząco się zmniejszają, a misje stają się wykonalne nawet dla niewielkich instytucji, czy też prywatnych przedsiębiorstw.

Rynek Cubesatów na Świecie i w Polsce: Według danych nanosats.eu, do 1 stycznia 2018

roku wypuszczono 811 cubesatów (około 10% (= 86) uległo zniszczeniu już przy starcie), z czego 560 znajdowało się wtedy nadal na orbicie. Konkretniejsze dane możemy otrzymać, na przykład analizując artykuł “The First One Hundred CubeSats: A Statistical Look” opublikowany przez Michael’a Swartwout, w którym omawia dane z projektów ponad 100 Cubesatów wysłanych przed

4 / 21




20.04.2018

rokiem 2013. Większość wyniesionych do tego czasu nanosatelitów, to konstrukcje stworzone do edukowania (37%), testowania technologii (34%), oraz badań naukowych (23%).

W Polsce rynek cubesatów praktycznie nie istnieje, jednak powstało kilka projektów związanych z wyniesieniem ładunku typu cubesat na orbitę, a niektóre z nich nawet zakończyły się sukcesem. Sam polski sektor kosmiczny został szczegółowo omówiony w pierwszej książkowej publikacji Polskiej Agencji Kosmicznej: Polski sektor kosmiczny: Struktura Podmiotowa - Możliwości rozwoju - Pozyskiwanie Środków (praca zbiorowa pod red. dr Marty E. Wachowicz, Warszawa 2017). Zgodnie z danymi z lutego 2018 w przestrzeń kosmiczną zostały wysłane 3 polskie sztuczne satelity (PW-Sat [Politechnika Warszawska, CBK PAN; 2012], Lem [CBK PAN, 2013] oraz Heweliusz [CBK PAN, 2014]), jednak w ostatnim czasie można zauważyć bardzo duży wzrost zainteresowania tym tematem, co idzie w parze ze wzrostem ilości planowanych, rozpoczętych, a nawet bliskich zakończeniu projektów związanymi z cubesatami w Polsce.

Wykres przedstawiający ilość wyniesionych nanosatelit w zależności od roku. Źródło:

Nanosatellite database, Erik Kulu

Wykres przedstawiający ilość wyniesionych nanosatelit w zależności od podmiotu

odpowiedzialnego za konstrukcję. Źródło: Nanosatellite database, Erik Kulu

Jak pokazują dane zebrane w Nanosatellite database, w roku 2021 liczba wyniesionych nanosatelitów ma być niemal dwukrotnie większa niż w 2017 roku, co pokazuje prędkość wzrostu zainteresowania tą częścią sektora kosmicznego. W tym samym źródle odnaleźć możemy również informacje na temat najczęściej stosowanej konfiguracji: 3U (44%), 6U (18%) oraz 1U (15%). Jak widać, jest to obszar rozwijający się w zawrotnym tempie, jednocześnie odnoszący się do najmniejszych i najmniej skomplikowanych konstrukcji. Z racji zwiększonego zainteresowania, pojawia się również coraz więcej materiałów naukowych na temat cubesatów, co znów dalej wpływa na zwiększanie się ilości projektów.

5 / 21




20.04.2018

2. Opis projektu

Idea Opensat Project narodziła się pod koniec 2017 roku. Pierwsze spotkania i działania mające na celu zainicjowanie projektu odbyły się na początku 2018 roku. Głównym celem przedsięwzięcia od początku było przede wszystkim samodzielne skonstruowanie, zapewnienie wyniesienia na niską orbitę okołoziemską oraz obsługę przez wcześniej określony czas nanosatelity w standardzie Cubesat.

W trakcie dalszych prac nad przedsięwzięciem idea rozszerzyła się do stworzenia projektu kosmicznego, w którym każdy zainteresowany będzie mógł wziąć udział. Głównym celem będzie popularyzacja tematu i wiedzy z zakresu technologii kosmicznych w Polsce poprzez platformę internetową, dzięki której każda osoba z dostępem do internetu będzie mogła zaangażować się w projekt. Ponadto zaproponowane zostało, że celem naukowym misji będzie przetestowanie perowskitowych ogniw fotowoltaicznych produkowanych w innowacyjny sposób przez polską firmę Saule Technologies oraz testowanie autorskiego systemy rozkładanych paneli solarnych.

3. Cele

3.1. Cel główny

Celem nadrzędnym projektu jest popularyzacja tematu i wiedzy z zakresu kosmosu i technologii kosmicznych w Polsce, a także umożliwienie członkom zespołu projektowego zdobycia wiedzy i doświadczenia w zakresie pracy nad projektem kosmicznym.

3.2. Cele szczegółowe

● Skonstruowanie, zapewnienie wyniesienia na orbitę okołoziemską i obsługa, przez określony

w planie projektu czas, nanosatelity w standardzie cubesat;

● Stworzenie i wypromowanie platformy internetowej udostępniającej materiały edukacyjne,

plany satelity oraz umożliwiającej współpracę zainteresowanych osób przy realizacji projektu

(np. poprzez otwarte głosowania);

● Testowanie ogniw solarnych na bazie perowskitów wytwarzanych przez firmę Saule

Technologies;

● Testowanie autorskiego systemu rozkładanych paneli solarnych;

● Testowanie systemu redundantnych pamięci komputera pokładowego;

● Przetestowanie działania autorskich rozwiązań w konstrukcji, elektronice i oprogramowaniu;

6 / 21




20.04.2018

4. Omówienie systemów nanosatelity

4.1. Ogólna analiza systemów satelity

Poniżej znajduje się opis zakresu głównego celu szczegółowego projektu, czyli skonstruowania, zapewnienie wyniesienia na orbitę okołoziemską i obsługi, przez określony w planie projektu czas, nanosatelity w standardzie cubesat. Przedstawia on bardziej rozwiniętą analizę celu i produktów wchodzących w jego skład. Cały system tworzonego cubesata składa się głównie z dwóch członów: stacji naziemnej oraz nanosatelity. Pierwszy człon to część systemu stanowiąca swoisty interfejs osób sterujących pracą satelity, natomiast drugi to właśnie sama satelita znajdująca się na orbicie.

Schemat 1-1: Ogólny schemat systemu nanosatelity Opensat

Nanosatelitę można podzielić na kilka głównych podzespołów. Najważniejszy z nich, w przypadku tego projektu, to układ zasilania (PWR), ponieważ bez jego poprawnego działania nie jest możliwa praca żadnego innego elementu. Następny w kolejności jest system komunikacji (COM), komputer pokładowy (OBC), moduł kontroli lotu (FCS) oraz system paneli solarnych (SPS). Poza satelitą niezbędna jest również stacja naziemna składająca się z anteny oraz sprzętu potrzebnego do komunikowania się i zarządzania pracą cubesata. Satelita będzie miała kształt sześcianu o wymiarach 10 x 10 x 10 (cm) i masie około 1 kg. Poniżej przedstawiona jest bardzo wstępna wizualizacja konstrukcji.

Schemat 1-2: Wstępna wizualizacja konstrukcji z wyszczególnieniem głównych podzespołów

7 / 21




20.04.2018

4.2. Szczegółowa analiza systemów satelity

Już na początku projektu zostało jasno określone, że konstruowana satelita będzie miała wielkość 1U (tj. 1 Unit = 10 dm 3 ), a masa wyniesie około 1kg. Wybór ten zdeterminowany był wysokimi kosztami wynoszenia ładunków w kosmos, co sprawia, że każde zwiększenie masy o 1kg praktycznie podwaja kwotę, jaką należy przeznaczyć na koszty kampanii startowej. Ze względu na brak doświadczonych w projektach kosmicznych członków zespołu, postanowione zostało, że systemy wewnętrzne satelity muszą zostać zaprojektowane w możliwie najprostszy sposób, tak aby zminimalizować prawdopodobieństwo niepowodzenia lub problemów w trakcie produkcji poszczególnych modułów. Tak prezentuje się lista modułów wchodzących w skład urządzenia:

● Power system (PWR) - moduł odpowiadający za magazynowanie i zarządzanie energią; ● Communication system (COM) - moduł odpowiadający za komunikację ze stacją naziemną; ● Onboard computer (OBC) - komputer pokładowy zarządzający pracą wszystkich modułów; ● Flight controll system (FCS) - moduł odpowiadający za orientację satelity; ● Sollar panels system (SPS) - rozkładane ramiona z perowskitowymi panelami solarnymi;

4.3. Power system

Power system to najważniejszy moduł w nanosatelicie, ponieważ bez jego prawidłowej pracy niemożliwa będzie praca jakiegokolwiek innego systemu (informacja ta powinna zostać uwzględniona przy tworzeniu wstępnego projektu systemu w trakcie fazy A). Jego głównym zadaniem jest pobieranie energii pochodzącej z paneli solarnych i po odpowiednim przetworzeniu przekazywanie jej do akumulatorów lub konkretnych podsystemów. Jest on odpowiedzialny także za samo zarządzanie energią, czyli analizowanie dostępnych zasobów i reagowanie na zmiany, poprzez dobranie odpowiedniego trybu pracy oraz przekazanie informacji na temat aktualnego stanu OBC.

4.4. Communication system

Communication system to po PWR drugi najważniejszy system w satelicie. Jest on odpowiedzialny przede wszystkim za kontrolowanie i zapewnianie komunikacji ze stacją naziemną. Składa się z modułu z elektroniką oraz anten, które muszą zostać otworzone po wejściu na orbitę (przynajmniej w przypadku zastosowania częstotliwości UHV/VHF). Po wstępnej analizie możliwych do zastosowania częstotliwości (głównie sprowadzających się do S-Band i UHV/VHF) podjęta została decyzja o wykorzystaniu komunikacji opierającej się tylko na UHV/VHF.

4.5. Onboard computer

Onboard computer odpowiedzialny jest za zarządzanie pracą wszystkich modułów, czyli całego satelity. Nie zostało jeszcze wyłonione, jak prezentować się będzie ten podsystem. Główne zadanie na etapie fazy A będzie polegało na ustaleniu schematu systemu (rozważenie stworzenie modułu z dwoma procesorami - redundancja) oraz rodzaju stosowanego mikroprocesora. Główne zadania OBC sprowadzają się do:

● Odbierania danych z podzespołów i zapisywania ich; ● Tworzenia paczek danych i przesyłania ich z wykorzystaniem COM na Ziemię;

8 / 21




20.04.2018

● Kontrolowanie bieżącej pracy satelity; ● Zarządzanie i wykonywanie misji satelity;

4.6. Sollar panels system

Sollar panels system to system rozkładanych paneli solarnych, które mają przetestować działanie perowskitowych ogniw fotowoltaicznych w aplikacjach kosmicznych.

4.7. Flight controll system

Dokładne zadanie dla Flight controll system nie zostało jeszcze wyznaczone. Główną niepewną na ten moment kwestią jest określenie, czy system ma działać w sposób pasywny i tylko monitorować orientację, czy też wpływać na nią w sposób aktywny. Problem ten zostanie rozstrzygnięty w fazie A.

4.8. Stacja naziemna

W związku z założeniem mówiącym o możliwym upraszczaniu poszczególnych elementów projektu, zdecydowaliśmy na ten moment nie tworzyć własnej stacji naziemnej, lecz skorzystać na potrzeby misji z już istniejącej. Pozwoli to na znaczne przyspieszenie prac i zmniejszenie kosztów. Nadal jednak brana jest pod uwagę zmiana planu i decyzja o rozpoczęciu prac nad takowym obiektem.

Głównym zadaniem, w fazie A, dotyczącym tej kwestii będzie ostateczne potwierdzenie, która opcja zostanie wybrana oraz, w razie wyboru wersji pierwszej, nawiązanie kontaktu z administratorami stacji, o których mowa wyżej, tak aby potwierdzić założenia i rozpocząć negocjacje dotyczące warunków udostępnienia obiektu na potrzeby projektu.

4.9. Kwestie niepewne wymagające dyskusji i rozważenia

W związku z brakiem doświadczenia w realizowaniu tego typu projektów wśród członków zespołu, wiele kwestii na etapie fazy 0 pozostało nieokreślonych. Poniżej znajduje się lista tych zagadnień, których analizą należy zająć się w sposób priorytetowy:

● Stworzenie aktywnego/pasywnego systemu kontroli lotu; ● Stworzenie aktywnego/pasywnego systemu kontroli temperatury; ● Podział zadań dla poszczególnych podsystemów;

9 / 21




20.04.2018

5. Opensat (internetowa platforma edukacyjna)

Główną ideą projektu Opensat jest zwiększenie zainteresowania technologiami kosmicznymi, jak i samym kosmosem. Platforma internetowa opensat.pl to narzędzie, którego zadaniem będzie właśnie zaciekawienie internautów tym sektorem. Będzie ona przede wszystkim służyła do:

● Przekazywania informacji o projekcie (np. informacje dotyczące przedsięwzięcia oraz samej satelity, aktualności w pracach, ogólnodostępna dokumentacja [plany, dokumentacja itd.], sprawozdania ze spotkań);

● Integrowania osób zainteresowanych projektem, które zarejestrują się na stronie. Będzie to skutkowało włączeniem do zespołu projektowego i możliwość wpływu na misję (w szczególności na mniej ważne aspekty jak np. nazwy podzespołów) oraz wyróżnienie w postaci np. wygrawerowanego imienia i nazwiska na konstrukcji satelity. Sądzimy, że takie działania zwiększą zainteresowanie przedsięwzięciem, a co za tym idzie i technologiami kosmicznymi;

Przez cały okres przedsięwzięcia portal będzie stale obsługiwany przez wyznaczony zespół redaktorów, natomiast po zakończeniu projektu pozostanie w sieci przynajmniej 5 lat.

6. Solar Panels System

6.1. Opis systemu

Oprócz promowania tematu technologii kosmicznych oraz umożliwienia zespołowi zdobywania doświadczenia i wiedzy, celem projektu jest również przetestowanie paneli solarnych na bazie perowskitów produkowanych przez firmę Saul Technologies. System paneli solarnych będzie składał się z dwóch rozkładanych, cienkich, elastycznych ramion, które pokryte będą warstwą ogniw fotowoltaicznych.

Przetestowane zostanie działanie autorskiej konstrukcji, jak i same ogniwa, ich wydajność oraz działanie w warunkach kosmicznych. Będzie to nowatorskie rozwiązanie, ponieważ ogniwa te nie były wcześniej stosowane na orbicie, a same elastyczne panele solarne stosowane są stosunkowo rzadko.

6.2. Rozmowy z Saule Technologies

Ze względu na duże znaczenie tego podsystemu dla całej idei projektu już w trakcie prac na etapie fazy 0 podjęte zostały rozmowy z firmą Saule Technologies, dzięki którym udało się potwierdzić podstawowe założenia dotyczące podsystemu. Informacja dotycząca koncepcji Opensat została przekazana nawet Oldze Malinkiewicz, wynalazczyni taniej metody wytwarzania ogniw słonecznych na bazie perowskitów, na której bazuje założone przez nią Saule Technologies. Dzięki podjętym działaniom możliwe będzie płynniejsze i efektywniejsze rozpoczęcie współpracy w późniejszych etapach projektu.

10 / 21




20.04.2018

7. Uzasadnienie projektu

Projekt jest odpowiedzią na potrzeby polskiego sektora kosmicznego, który z roku na rok rozwija się coraz prężniej, a rzeczą niezbędną do dalszego wzrostu aktywności jest wykwalifikowana i doświadczona kadra pracowników i młodych przedsiębiorców. Przedsięwzięcie to umożliwi członkom zespołu zdobycie podstawowej wiedzy na temat technologii kosmicznych oraz sektora kosmicznego, ale przede wszystkim znacząco zwiększy zainteresowanie tą dziedziną wśród innych osób, co z dużą pewnością wpłynie również na zwiększenie liczby osób zainteresowanych nauką i podjęciem pracy właśnie w tej branży. Główną ideą projektu jest ogólne pobudzenie tej sfery, stosunkowo niewielkim kosztem.

8. Kryteria akceptacji

Poniżej zawarte zostały kryteria akceptacji, według których określone zostanie jak bardzo pomyślnie i zgodnie z planem został zrealizowany projekt. Kryteria te odnoszą się do celów szczegółowych i wskazują, w jaki sposób należy mierzyć poziom ich wykonania. Kryteria akceptacji:

1. Satelita skonstruowany przez zespół projektowy jest sprawny, przetestowany (zgodnie z założeniami testowania zawartymi w planie projektu) i gotowy do przejścia ostatniej weryfikacji prowadzonej przez podmiot odpowiedzialny za wyniesienie go na orbitę;

2. Satelita przeszedł wszystkie etapy weryfikacji niezbędne do umieszczenia go jako ładunek na

rakiecie wynoszącej go na orbitę i jest gotowy do startu;

3. Satelita prawidłowo dokonuje pierwszego uruchomienia i przesyła pierwszy pakiet informacji na Ziemię;

4. Udaje się nawiązać z satelitą pierwszy kontakt z wykorzystaniem stacji kontroli naziemnej i

zostaje on potwierdzony sygnałem z satelity;

5. System paneli solarnych działa poprawnie - boczne ramiona zostają otworzone;

6. Wszystkie cele projektu zostają zrealizowane;

11 / 21




20.04.2018

9. Struktura podziału pracy

Poniżej znajduje się wstępna i ogólna struktura podziału pracy, która jest podstawą do tworzenia harmonogramu. Zadania zostały podzielone ze względu na zespół funkcyjny odpowiedzialny za ich realizację. Przedstawia ona tylko najważniejsze i bardzo ogólnie przedstawione zadania, które w następnych etapach projektu będą musiały zostać podzielone na bardziej szczegółowe pakiety robocze.

Schemat 2-1: Struktura podziału pracy

10. Zadania na okres przejścia 0/A

Poniżej przedstawione zostały zadania, jakie powinny być wykonane w najbliższym czasie przez zespół projektowy w celu dalszej pracy.

10.1. Faza 0

● Stworzenie planu komunikacji w zespole (określenie częstotliwości spotkań, sposobów przekazywania wyników pracy itd.);

● Rekrutacji przynajmniej 3 nowych członków zespołów na stanowiska kierowników funkcyjnych;

● Przeprowadzenie warsztatów dla nowych dotychczasowych członków, w celu podsumowania pracy w fazie 0 i rozpoczęcia fazy A;

10.2. Faza A

● Przygotowanie planu zarządzania projektem; ● Zaproponowanie możliwych rozwiązań dotyczących technologicznej części projektu,

porównanie ich pod względem potrzeb i ryzyka niepowodzenia, a następnie wybór najlepszych z nich;

● Stworzenie drzewa funkcji;

12 / 21




20.04.2018

● Przeanalizowanie wykonalności zaproponowanych koncepcji pod względem ograniczeń związanych z kosztami, organizacją, produkcją, budżetem masowym, budżetem energetycznym itd.;

● Zidentyfikowanie kluczowych krytycznych podsystemów i zaproponowanie działań mających na celu zwiększenie niezawodności modułów;

● Przeprowadzenie wstępnej analizy ryzyka; ● Stworzenie PRR (Wstępna ocena wymagań); ● Ocena PRR, w celu kontynuacji prac w fazie B;

11. Harmonogram prac

11.1. Planowanie prac projektowych

Po przeanalizowaniu dokumentacji innych projektów sektora kosmicznego podjęta została decyzja o zastosowaniu w projekcie norm przygotowanych przez ECSS [www.ecss.nl/standards/]. W związku z tym prace nad przedsięwzięciem podzielone zostały na 7 etapów (0, A, B, C, D, E, F), które kompleksowo obejmują wszystkie niezbędne działania, poza niektórymi kwestiami organizacyjnymi, które są szczególne dla projektu Opensat, tj. pozyskanie środków finansowych (między innymi: przeprowadzenie kampani crowdfundingowej), prowadzenie kampani promocyjnej przedsięwzięcia, stworzenie serwisu internetowego itd.

Grafika 1-1: Cykl życia projektu prowadzonego zgodnie z ECSS

13 / 21




20.04.2018

Powyższa grafika przedstawia typowy cykl życia projektu prowadzonego zgodnie ze standardami ECSS. Fazy od 0 do C operują głównie w zakresie planowania produktu, faza D sprowadza się przede wszystkim do produkcji, natomiast faza E i F odpowiednio do pracy produktu i jego usunięcia.

11.2. Ramowy harmonogram

Na aktualnym etapie trudno jest zbudować pełny harmonogram prac nad projektem, jednak już jego zarysy, są w stanie zaprezentować ramy czasowe, w jakich operuje przedsięwzięcie.

Grafika 1-1: Ramowy harmonogram projektu

Jak widać na powyższej grafice planowany czas trwania projektu to około 4 lata. Nakładając na to etapy proponowane przez ECSS inicjowanie projektu odpowiadałoby fazie 0, planowanie - fazie A, B i C, realizowanie - D, E (konstruowanie - D, misja - E), a podsumowanie - fazie F. Powyższy dokument stanowi podsumowanie fazy 0.

14 / 21




20.04.2018

12. Struktura organizacyjna

Praca w zespole projektowym Opensat odbywać się będzie wedle konkretnie określonych zasad. Poniżej przedstawione są wyniki wstępnych ustaleń dotyczących zasad panujących w grupie projektowej.

10.1 Struktura organizacyjna zespołu

Struktura organizacyjna zespołu Opensat zakłada, że liderem jest koordynator projektu, a następnymi osobami w hierarchii są kierownicy funkcyjni, którym podlegają inni członkowie zespołu projektowego. Poza tym w strukturze tej wszystkie operacje związane z podmiotami współpracującymi, jak i partnerami, patronami oraz sponsorami są zatwierdzane przez koordynatora projektu.

Schemat 3-1: Struktura organizacyjna zespołu Aby umożliwić wiele formalności, na potrzeby przedsięwzięcia założone zostanie stowarzyszenie, fundacja, działalność gospodarcza lub inna forma podmiotowości prawnej, dzięki czemu możliwe będzie bezpośrednie współpracowanie z innymi instytucjami, czy też przedsiębiorstwami. Doprecyzowanie tej kwestii nastąpi w fazie A.

10.2 Zespoły funkcyjne

Zespół projektowy został również podzielony na grupy funkcjne.Ma to w oczywisty sposów ułatwić podział pracy i odpowiedzialności. Każdą taką grupą zarządzać będzie kierownik funkcyjny odpowiedzialny przede wszystkim za koordynowanie prac. Lista grup funkcyjnych prezentuje się następująco:

15 / 21




20.04.2018

Organizacja i finanse ORG Zarządzanie pracą nad projektem, zespołem projektowym oraz finansami

Public relation PR Promowanie przedsięwzięcia, kontaktowanie się z mediami, dostarczanie

informacji odbiorcom

Platforma edukacyjna WEB Stworzenie, administrowanie, redagowanie i zarządzanie stroną internetową

System komunikacji COM Zaprojektowanie i przygotowania systemu komunikacji satelity oraz

obsługa stacji naziemnej w trakcie pracy cubesata

Onboard computer OBC Zaprojektowanie i przygotowanie komputera pokładowego, a także

zaprogramowanie go zgodnie z zaplanowanym wcześniej algorytmem

Power system PWR Zaprojektowanie i przygotowanie systemu zasilania dla satelity

System kontroli lotu FCS Zaprojektowanie i przygotowanie systemu kontroli lotu satelity

Struktura CONS Zaprojektowanie i przygotowanie konstrukcji mechanicznej cubesata

System paneli solarnych SPS Zaprojektowanie, skonstruowanie i przetestowanie systemu paneli

solarnych

Model termiczny TM Przygotowanie modelu termicznego i wsparcie merytoryczne w tym

zakresie

Misja MISS Zapewnienie wyniesienia satelity na orbitę, zaplanowanie misji oraz zarządzanie pracą satelity na orbicie

Tabela 2-1: Podział na grupy funkcyjne

10.3 Zakres uprawnień i obowiązków

Aby praca nad projektem przebiegała bez większych zakłóceń, każdy członek zespołu operuje w jasno określonym zakresie uprawnień i obowiązków, które wynikają z pełnionej przez niego funkcji w strukturze organizacyjnej projektu. Poniżej prezentowany jest w formie tabeli skrót najważniejszych ustaleń dotyczących tej kwestii.

Funkcja Uprawnienia Obowiązki

Koordynator Podejmowanie znaczących dla projektu decyzji;

Zarządzanie zespołem, koordynowanie prac, współpraca z

innymi podmiotami;

Kierownik funkcyjny Podejmowanie znaczących dla projektu decyzji;

Zarządzanie grupą funkcyjną zgodnie z planem projektu;

Członek zespołu Branie udziału w ustaleniach

dotyczących ogólnych kwestii projektu;

Praca zgodnie z ustaleniami kierownika funkcyjnego;

Tabela 2-2: Zakres uprawnień i obowiązków

16 / 21




20.04.2018

13. Ramowy budżet

Poniżej przedstawiony jest wstępny i ogólny budżet projektu składający się z czterech głównych elementów: kosztów satelity, kosztów budowy i utrzymania stacji naziemnej, kosztów organizacyjnych oraz kosztów wyniesienia ładunku na orbitę. Stworzono dwie wersje budżetu związane z wykorzystaniem stacji naziemnej. Pierwsza wersja zakłada budowanie własnego obiektu, natomiast druga wykorzystanie już istniejącej stacji.

● Wersja 1 budżetu:

Prototyp: Wersja lotna:

Satelita

Struktura 1 000 zł 4 000 zł

35 000 zł

Komputer pokładowy 1 000 zł 4 000 zł

Układ zasilania 1 000 zł 4 000 zł

Układ komunikacji 1 000 zł 9 000 zł

Układ kontroli lotu 1 000 zł 4 000 zł

System paneli solarnych 1 000 zł 4 000 zł

Stacja naziemna

Antena UHF/VHF 1 000 zł 4 000 zł

15 000 zł Radio i podzespoły 1 000 zł 4 000 zł

Obsługa stacji naziemnej 5 000 zł

Organizacja

Działania marketingowe 3 000 zł

10 000 zł Platforma edukacyjna 5 000 zł

Podróże służbowe 2 000 zł

Wyniesienie Wyniesienie satelity na orbitę 100 000 zł 1 100 000 zł

Łącznie: ... . 160 000 zł

Tabela 3-1: Ramowy budżet projektu Kwoty zaprezentowane w budżecie zostały ustalone w bardzo ogólny sposób, co sprawia, że finalna kwota może być obarczona sporym błędem sięgającym nawet 50%. W fazie A należy bezwzględnie przeprowadzić bardziej szczegółową analizę kosztów i w razie potrzeby doprecyzować lub zmienić powyższe dane.

17 / 21




20.04.2018

● Wersja 2 budżetu

Prototyp: Wersja lotna:

Satelita

Konstrukcja 1 000 zł 4 000 zł

35 000 zł

Komputer pokładowy 1 000 zł 4 000 zł

Układ zasilania 1 000 zł 4 000 zł

Układ komunikacji 1 000 zł 9 000 zł

Układ kontroli lotu 1 000 zł 4 000 zł

System paneli solarnych 1 000 zł 4 000 zł

Organizacja

Działania marketingowe 3 000 zł

10 000 zł Platforma edukacyjna 5 000 zł

Podróże służbowe 2 000 zł

Wyniesienie Wyniesienie satelity na orbitę 100 000 zł 1 100 000 zł

Łącznie: ... . 145 000 zł

Tabela 3-2: Ramowy budżet projektu #2

Uzupełnienie [1] - Poniżej znajduje się tabela zawierająca listę wybranych potencjalnych podmiotów, które świadczą usługi wynoszenia ładunków (w tym cubesatów 1U) na orbitę okołoziemską.

Nazwa podmiotu: Cena za 1U: Dodatkowe informacje:

Nanoracks 85 000 $ Firma z wieloletnim doświadczeniem

Rocket Lab 70 000 $ Młoda firma z kilkoma udanymi startami na koncie

Interorbital System 12 500 $ Firma bez doświadczenia

Firefly 24 000 $ Przedsiębiorstwo w fazie rozwoju

Tabela 3-2: Potencjalni dostawcy usług wyniesienia satelity

Niewielki koszt wyniesienia ładunku, jaki został założony w budżecie, wynika z analizy historii cen tego typu usług w przeszłości i zachowania rynku przedsiębiorstw wynoszących satelity na orbitę, świadczącej o prawdopodobnym dalszym spadku cen w najbliższych latach. Dane te zostaną doprecyzowane w fazie A projektu.

18 / 21




20.04.2018

14. Inne niezbędne zasoby

Poniżej znajduje się tabela prezentująca wybrane inne niezbędne zasoby w projekcie (np. dostęp do specjalistycznych narzędzi lub laboratorium). W poniższym zestawieniu nie uwzględniono zasobów ludzkich. Jest to związane ze zbyt nieprecyzyjnymi ustaleniami związanymi z zarysem przyszłego zespołu projektowego, co jest rzeczą naturalną na tym etapie.

Nazwa: Opis: Propozycje zapewnienia: Ilość zasobu:

Laboratorium projektowe

Do prawidłowego przeprowadzenia projektu niezbędne jest zapewnienie dostępu do pomieszczenia pełniącego funkcję laboratorium projektowego, w którym prowadzone będą testy, montaż flatsata, przygotowania do startu. Będzie to jednocześnie siedziba zespołu projektowego, w której odbywać się będą narady, spotkania oraz wszystkie wydarzenia związane z projektem.

Politechnika Poznańska

UAM

Poznań

Dostęp przez cały czas trwania

projektu

Specjalistyczne narzędzia

Do wykonania elementów, których użycie jest planowane, niezbędne będą specjalistyczne narzędzia dostępne tylko w wybranych instytucjach, firmach i jednostkach naukowych.

CBK PAN

Dostęp w trakcie realizacji finalnej

integracji (~14 dni)

Cleanroom

W finalnej fazie projektu niezbędny będzie jedno lub kilkudniowy dostęp do cleanroomu, w celu finalnej integracji wszystkich elementów satelity. Infrastruktura tego typu znajduje się na przykład w CBK PAN, jak i w prywatnych przedsiębiorstwach np. Creotech.

CBK PAN

Creotech

Dostęp w trakcie finalnej

integracji (~14 dni)

Tabela 3-3: Inne niezbędne zasoby

W trakcie dalszych prac nad projektem niezbędne będzie zapewnienie odpowiednich zasobów w odpowiednim zakresie. Aby ułatwić pracę nad tym zagadnieniem w fazie A, już w fazie 0 przeprowadzona została wstępna analiza dostępnych opcji, która oparta została między innymi na “Krajowym katalogu infrastruktury laboratoryjno testowej dla branży kosmicznej” opublikowanym przez Agencję Rozwoju Przemysłu w kwietniu 2018 roku, w którym przedstawione zostały zaindeksowane placówki dysponujące infrastrukturą laboratoryjną i testową związaną z przemysłem kosmicznym.

19 / 21




20.04.2018

15. Źródła finansowania

Poniżej zestawione zostały potencjalne źródła finansowania projektu. Kwoty podane po prawej stronie, to przykładowe wartości mające obrazować, w jakim stopniu przedsięwzięcie będzie zależne od danej formy. Wartości procentowe odnoszą się do całkowitego kosztu przedsięwzięcia przedstawionego w ramowym budżecie #1 [Tabela 3-1].

Nazwa źródła: Przykład podmiotu: Przykładowa kwota:

Crowdfunding Polakpotrafi 80 000 zł (50%)

Organizacje non-profit Fundacja Explory 10 000 zł (5%)

Organizacje rządowe Ministerstwo Rozwoju 30 000 zł (20%)

Uczelnie i instytucje naukowe Politechnika Poznańska 10 000 zł (5%)

Prywatne przedsiębiorstwa Intel Polska 30 000 zł (20%)

Tabela 4-1: Potencjalne źródła finansowania projektu

Jak widać głównym źródłem finansowania ma zostać crowdfunding. Wynika to z doświadczenia koordynatora projektu i jednocześnie kierownika funkcyjnego grupy odpowiedzialnej za finansowania w zakresie prowadzenia tego typu kampanii, co może znacząco ułatwić pracę. Również idea projektu, zakładająca działanie skierowane do większej grupy osób, całkowicie wpisuje się w ten rodzaj finansowania przedsięwzięć. Jednocześnie po wstępnej analizie zagadnienia, zespół doszedł do wniosku, że finansowanie projektu z funduszy uczelni wyższych może być bardzo trudne, jeśli nie zupełnie niewykonalne. Stąd właśnie wynika tak niewielki udział tej opcji, przedstawiony w powyższej tabeli. Bardziej rozszerzona analiza dostępnych możliwości zostanie przeprowadzona w fazie A. W celu zapewnienia sprawnego i płynnego finansowania prac, już na etapie fazy 0 podjęto wstępne rozmowy z przedstawicielami firm świadczących usługi w przemyśle kosmicznym w Polsce, co ma ułatwić późniejsze negocjacje dotyczące współpracy, a także zwiększyć prawdopodobieństwo uzyskania wsparcia od tych właśnie podmiotów.

20 / 21




20.04.2018

Literatura

1. Praca zbiorowa pod red. dr Marty E. Wachowicz, 2017, Polski sektor kosmiczny. Struktura podmiotowa. Możliwości rozwoju. Pozyskiwanie środków. , Warszawa: Polska Agencja Kosmiczna.

2. Festo Didactic, 2014, Principles of Satellite Communications , Canada: Festo Didactic Ltée/Ltd.

3. Sandy Antunes, 2012, DIY Satellite Platforms , Sebastopol: O’Reilly Media. 4. Sandy Antunes, 2012, Surviving Orbit the DIY Way , Sebastopol: O’Reilly Media. 5. Sandy Antunes, 2013, DIY Instruments for Amateur Space , Sebastopol: O’Reilly Media. 6. Sandy Antunes, 2015, DIY Comms and Control for Amateur Space , San Francisco: O’Reilly

Media. 7. Shkelzen Cakaj, Bexhet Kamo, Algenti Lala, Alban Rakipi, 2014, The Coverage Analysis for

Low Earth Orbiting. Satellites at Low Elevation , International Journal of Advanced Computer Science and Applications: Vol. 5, No. 6, 2014.

8. Michael Paluszek, Eloisa de Castro, Derrek Hyland, 2010, The CubeSat Book , Princeton Satellite System, Inc.

9. Praca zbiorowa (FSpace laboratory, FPT Software JSC), 2010, Design and manufacture of a nanosatellite for space technology education and potential application , FPT University.

10. Praca zbiorowa (Institute for Space Sciences), 2012, Nanosatellites: The Tool for Earth Observation and Near Earth Environment Monitoring, Romanian Space Agency.

11. Shreyas Chandrashekar, 2016, Thermal Analysis and Control of MIST CubeSat, Kth Royal Institute of technology.

12. Miria M. Finckenor and Kim K. de Groh, Space Environmental Effects , National Aeronautics and Space Administration,

13. 4th European CubeSat Symposium, 2012, Book of Abstracts 14. Jonas Friedel and Sean McKibbon, 2011, Thermal Analysis of the CubeSat CP3 Satellite , San

Luis Obispo, CA: California Polytechnic State University, 15. ARP, 2018, Krajowy katalog infrastruktury laboratoryjno-testowej dla branży kosmicznej 16. NASA CubeSat, 2017, CubeSat101: Basic Concepts and Processes for First-Time CubeSat

Developers , smdepo.org/download/0ca0e4a9526a5 . 17. Michael Swartwout, 2013, The First One Hundred CubeSats: A Statistical Look ,

www.jossonline.com . 18. NASA, Cubesat overview , 2017, www.nasa.gov/mission_pages/cubesats/overview . 19. PW-Sat 2, dokumentacja PW-Sat 2 , https://pw-sat.pl/dokumentacja . 20. AAUSat 3, dokumentacja , www.space.aau.dk/aausat3/index.php?n=Tech.AAUSAT3InDetails 21. Phoenix CubeSat, dokumentacja , phxcubesat.asu.edu/resources/documents 22. Swiss Cube, dokumentacja projektu, http://swisscube.epfl.ch/ 23. Wikipedia, CubeSat , https://en.wikipedia.org/wiki/CubeSat . 24. Wikipedia, Satellite , https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite .

21 / 21

http://smdepo.org/download/0ca0e4a9526a5

http://www.jossonline.com/

https://www.nasa.gov/mission_pages/cubesats/overview

https://pw-sat.pl/dokumentacja

http://www.space.aau.dk/aausat3/index.php?n=Tech.AAUSAT3InDetails

http://phxcubesat.asu.edu/resources/documents

http://swisscube.epfl.ch/

https://en.wikipedia.org/wiki/CubeSat

https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite

opens at · 2019-01-27 · opensat nazwa dokumentu: mission deﬁnition review data utworzenia:...

Documents