Danske studerende sendte en satellit ud i rummet: Sådan gik det

Forestil dig at stå på rumbasen i Cape Canaveral i Florida og se en raket stige mod himlen med en satellit, du selv har været med til at bygge.

For en gruppe danske universitetsstuderende blev det virkelighed, da DISCO-1 blev sendt i kredsløb om Jorden i april 2023.

Projektet er et imponerende eksempel på, hvor langt passion og samarbejde kan føre - selv når der opstår uforudsete udfordringer: DISCO-1 brændte for nyligt op i atmosfæren, uden at det var lykkedes at udføre det eksperiment, den var sat i verden for.

I denne artikel kan du læse om rejsen fra idé til opsendelse, de tekniske vanskeligheder undervejs, og hvorfor erfaringerne fra DISCO-1 baner vejen for nye og endnu mere ambitiøse danske rummissioner.

Vi begynder med en beskrivelse af opsendelsen, som den oplevedes fra udsigtspunktet i Florida:

Det var en smuk aften med næsten ingen vind og et slør af lave skyer over de klare lys fra affyringsrampen, som glimtede fem km væk i horisonten.

Vi stod på en højderyg og så ned på affyringsstedet sammen med andre studerende fra Aarhus Universitet, Syddansk Universitet og IT-Universitet i København, der havde bygget satellitter, som skulle med samme raket.

Gennem en radioscanner placeret på et biltag lyttede vi til nedtællingen fra affyringsrampen.

Da ’lift off' blev kaldt, kom et klart lysglimt, og de enorme raketmotorer oplyste affyringsrampen, efterfulgt af motorernes lave, kraftfulde brølen, der rullede med en dyb bas, så man kunne mærke den i brystkassen.

Raketten løftede sig langsomt fra jorden og tegnede i løbet af tre minutter en yndefuld bue højere og højere og højere – indtil man troede, at man ikke kunne bøje nakken mere.

Vores dyrebare last blev ført ud af atmosfæren, forbi Karman-linjen og ud i rummet, løftet af Newtons love og Tsiolkovskijs ligninger - men som om det var en magisk hånd, der kastede et menneskeskabt objekt op i himlen. Helt og aldeles betagende.

På mission 510 km over Jorden

Opsendt i april 2023 blev DISCO-1 placeret i en bane omkring 510 km over Jorden via rumfartøjet Vigoride.

Satellitten, en såkaldt 1U CubeSat på 10x10x10 cm, vejede omkring et kilo. Den indeholdt blandt andet:

• Strømforsyning
• UHF-radio
• Et internt kamera samt en avanceret mikrocomputer udviklet af Google, et såkaldt Coral Dev Board Mini, som skulle demonstrere ombord-processering og machine learning.

Kameraet var særligt interessant, fordi det i stedet for at kunne ’se ud’ var placeret inde i satellitten for at fungere som kosmisk strålingsdetektor.

Tanken var at udnytte kameraets sensor til at registrere de små spor, som kosmiske partikler kan efterlade i elektronikken. Data herfra kunne sidenhen give de studerende indblik i rumstrålingens effekt på satellittens komponenter.

Kort efter opsendelsen blev de første signaler fra DISCO-1 registreret, men der var kun kontakt tre gange, så vi fik aldrig etableret den nødvendige forbindelse. De modtagne signaler tydede dog på, at satellitten umiddelbart var sund. Batterispændingen var god, og opladningen fungerede som forventet.

Med et stabilt datasignal fra DISCO-1 kunne Coral Dev Board Mini have udført avancerede beregninger direkte ombord. For eksempel kunne systemet have analyseret kamerabilleder i realtid for at kortlægge og kategorisere kosmiske strålingsevents.

Hvorfor levede DISCO-1 ikke op til forventningerne?

Et af de store spørgsmål er, hvorfor DISCO-1 kun svarede sporadisk.

Én mulig forklaring peger på en mikrochip i strømforsyningen, som efter en procesændring hos producenten under forsyningskrisen i 2022 måske blev mindre modstandsdygtig over for kosmisk stråling fra Solen.

Denne hypotese støttes af et samarbejde med studerende fra Carnegie Mellon University, som i 2024 oplevede lignende udfald på tre opsendte satellitter under en solstorm.

Dog kan andre faktorer ikke udelukkes, eksempelvis at DISCO-1 blev ramt af rumskrot, eller at der opstod konstruktionsfejl. Rumteknologi er kompleks, og selv små afvigelser kan få store konsekvenser.

Fordi DISCO-1 brændte op, da den gradvist blev trukket ind i de tættere lag af Jordens atmosfære, kunne vi ikke undersøge satellitten direkte og dermed verificere vores teori.

I stedet har vi nu etableret et samarbejde med Dansk Center for Partikelterapi på Aarhus Universitets Hospital.

Her benytter vi deres proton-accelerator til at teste og udvælge de mest robuste komponenter til fremtidige missioner, så vi kan øge sandsynligheden for, at kommende satellitter får en længere og mere stabil levetid i rummet.

Vi fik også bekræftet, at det kamera, DISCO-1 havde med, faktisk kunne bruges til at kategorisere kosmiske strålingsevents.

Fremtiden for DISCO: DISCO-2, DISCO-3 og DISCO-4

På trods af udfordringerne med DISCO-1 fortsætter rejsen for DISCO.

Lige nu arbejder en gruppe på omkring 70 studerende intensivt på DISCO-2, som forventes opsendt om cirka et år, og planlægningen af DISCO-3 og DISCO-4 er allerede i gang, selvom opsendelsesdatoerne endnu ikke er fastlagt.

De kommende missioner handler om at observere effekterne af klimaforandringer i og omkring Grønland, at styrke satellitternes robusthed, at forbedre testforløbene for kritiske komponenter og at opnå en mere stabil kommunikation med satellitten, når den er i kredsløb.

Et miljø for fremtidens rumteknologi

DISCO er et initiativ, der bygger bro mellem teoretisk uddannelse og praktisk, banebrydende rumforskning.

Erfaringerne fra DISCO-1, både de små succeser og de store udfordringer, udgør fundamentet for en ny generation af dansk rumforskning.

Det var således studerende fra Aalborg Universitet, Aarhus Universitet, Syddansk Universitet og IT-Universitetet i København, der sammen med Space Inventor stod bag byggeriet af DISCO-1.

Og de får igen ordet her i slutningen af artiklen:

Selvom vi aldrig fik den fulde kontakt til DISCO-1, var missionen langt fra forgæves. For i rummet bryder vi nye grænser, og det kan man kun gøre, hvis man tør at fejle.

Hver udfordring, vi mødte, gav os ny viden, nye samarbejder og nye idéer. Det var i arbejdet med DISCO-1, at fundamentet for fremtidige danske satellitmissioner blev lagt.

DISCO-1 blev ikke bare sendt i kredsløb omkring Jorden, den sendte også os afsted på en rejse, som først lige er begyndt.