Danske studerendes satellitter indtager verdensrummet

Et af nyere tids store rumeventyr startede med en bamse.

Den amerikanske rum-professor Robert Twiggs ledte i slut-90’erne efter et projekt, der ville gøre det muligt for hans studerende at bygge deres egen satellit inden for en overskuelig tidsramme.

Efter sigende kom idéen til ham, da han en dag så en Beanie Baby-bamse i en lille, terningeformet plastic-montre på omtrent ti centimeter på alle sider.

Størrelsen ville være en perfekt standard til en satellit, der kunne kobles på de raketter, der alligevel skulle sendes ud i rummet, tænkte han.

Idéen blev præsenteret på en rumkonference i Hawaii i 1999, og i 2003 blev den første CubeSat (kubeformet satellit), der var bygget af studerende, sendt ud i rummet fra Plesetsk i Rusland.

I dag, 20 år senere, har tusinder af CubeSats fra hele verden taget rejsen ud i universet, hvor de holder øje med klimaforandringer, hjælper skibsfarten og udforsker asteroider.

Og danske studerende har været med hele vejen.

Hvad er en CubeSat?

En CubeSat er kort fortalt, hvad forkortelsen lægger op til: en kubeformet satellit.

Men hvis man vil lære mere om CubeSats, behøver man som dansker ikke at kigge langt efter en ekspert.

Danmark har nemlig udmærket sig i CubeSat-opsendelser i mange år. Faktisk lige siden den første opsendelse i 2003, hvor Aalborg Universitet havde den såkaldte AAU CUBESAT med på passagerlisten. Også DTU havde deres DTUsat med ombord.

Dengang - som nu - var det de studerendes projekt at få bygget satellitten, påpeger lektor Jens Frederik Dalsgaard Nielsen fra Aalborg Universitet. Men som deres underviser har han været en central del af CubeSat-eventyret i årtier.

»Der er nogle helt klare krav til CubeSats,« forklarer han.

»En CubeSat har faste mål på 10 gange 10 gange 10 kvadratcentimeter. Man kan så bygge en i dobbelhøjde, altså to cubes oven på hinanden, eller endnu større. Men det hele foregår i de her units.«

Grunden til, at målene er så fastsatte, er, at CubeSats sendes med rumraketter i et specialdesignet rør til formålet, som sættes på raketten. En enkelt cube kaldes også 1U (1 unit), to oven på hinanden er 2U, og så videre.

»Så længe man kan få satellitten ned i røret, og satellitten er godkendt, har man faktisk temmelig frie tøjler,« fortæller han.

For at få sin CubeSat godkendt skal man dog opfylde visse krav. Den må ikke indeholde eksplosivt brændstof, og der er krav til maksimumvægt afhængig af, om det er en 1U, 2U eller 3U.

Ingen af delene er et stort problem, fortæller Jens Frederik Dalsgaard Nielsen.

»I stedet for brændstof kan man for eksempel bruge en ionthruster (en motor, red.), der fordamper metal og accelererer ionerne op i et magnetfelt. Det er i øvrigt faktisk svært at komme bare tæt på maksimumvægt, som er 1,3 kilo for en 1U.«

Når raketten, som røret med CubeSatsene sidder på, er nået op i den rette højde over Jorden, åbner den automatisk lugen til røret, og satellitten bliver skubbet i kredsløb af en spiralfjeder.

Og så er den lille satellit ellers på egen hånd. På en måde, for de studerende kommunikerer selvfølgelig med den fra Jorden.

Hvad kan CubeSats bruges til?

Tallene for, hvor mange CubeSats, der egentlig er sendt ud i rummet, varierer. Ifølge den privatdrevne hjemmeside Nanosats.eu var der i oktober 2023 opsendt intet mindre end 2.213 CubeSats.

De danske universiteter har bidraget flittigt til statistikken. Aalborg Universitet alene har produceret fem små satellitter i serien AAUSAT, der har haft forskellige funktioner.

Dog trumfer det pædagogiske formål alle de andre, fortæller Jens Frederik Dalsgaard Nielsen:

»Fra mit synspunkt er formålet med CubeSats først og fremmest at bygge dem og få dem sendt afsted. De studerende lærer utrolig meget af at lave deres egen satellit og monitorere den, når den er sendt ud i rummet. Det giver langt bedre ingeniører, end hvis de bare læste om det i lærebøger,« mener han.

»Og så må vi ikke glemme, at gamle CubeSat-studerende har skabt en række succesfulde virksomheder inden for space her i Nordjylland.«

Alverdens forskellige funktioner

Men de små satellitter har også konkrete funktioner, de kan udføre fra rummet - så længe udstyret til formålet ikke overstiger grænserne for vægt og omfang.

AAUSAT-3 havde for eksempel til formål at hjælpe med at tracke signaler fra skibe for Søfartsstyrelsen - en løsning, der viste sig langt mere effektiv end de jordbundne radarsystemer, man ellers brugte, fortæller Jens Frederik Dalsgaard Nielsen.

Også DISCO-projektet, som er et CubeSat-samarbejde mellem flere danske universiteter, har et specifikt formål. Her skal DISCO-2, der er ladet med både optisk og infrarødt kamera, overvåge Arktis for at gøre os klogere på klimaforandringer.

Da DTU byggede deres DTUsats, var formålet at tracke gøges migrationsmønstre ved hjælp af små sendere på fuglene, der sendte deres positioner løbende op til satellitten.

Det er dog ikke kun Jorden, CubeSats kan fokusere på. Aalborg-virksomheden GomSpace har for eksempel for nylig skrevet kontrakt med ESA om at sende deres Juventas-satellit ud for at lave eksperimenter på den såkaldte Didymos-asteroide.

Kan CubeSats blive en trussel for rumfarten?

Der er dog ikke udelukkende begejstring for de små studentersatellitter.

I 2014 kunne man på Videnskab.dk læse, at det stigende antal CubeSats også skaber bekymring. For selvom en et kilo let, 10 centimeters ‘terning’ ikke lyder af meget i det store verdensrum, skal man huske, at den bevæger sig med en hastighed om Jorden på 30.000 kilometer i timen - sådan cirka ti gange hurtigere end skuddet fra et gevær.

Det kan altså få katastrofale følger, hvis satellitter eller ligefrem rumfartøjer skulle være så uheldige at brage sammen, mens de kredser om Jorden.

Den trussel er Jens Frederik Dalsgaard Nielsen opmærksom på:

»Der er ingen tvivl om, at antallet af satellitter er et voksende problem, især i det, man kalder lav jordbane under 600-700 kilometers højde,« mener lektoren.

»Men jeg vil så bare lige gøre opmærksom på, at lige for tiden er der en enkelt virksomhed, der opsender 80 procent af alt, der ender i rummet. Og det er jo ingen hemmelighed, at den virksomhed hedder SpaceX.«

Han henviser blandt andet til SpaceX’s Starlink-projekt, der via satellitter vil give hele verden adgang til internet. I juli 2023 var der 4.519 Starlink-satellitter i kredsløb om Jorden, men SpaceX håber at øge det tal til 42.000 - noget, der har skabt bekymring blandt fagfolk.

»Jeg er helt med på, at der er et problem. Men CubeSats fylder stadig meget lidt i statistikken over ting, der sendes i rummet. Og de fleste af dem, vi sender op, er faktisk i så lav bane, at de brænder op i atmosfæren af sig selv efter nogle år,« afslutter Jens Frederik Dalsgaard Nielsen.