W ubiegłym miesiącu zespół programistyczny KP Labs zakończył prace nad stworzeniem nowej wersji oprogramowania sterującego satelitą PW-Sat2, będącym czwartym polskim obiektem umieszczonym w kosmosiePW-Sat2 zbudowany został przez studentów Politechniki Warszawskiej zrzeszonych w Studenckim Kole Astronautycznym przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa. Celem misji, która rozpoczęła się w grudniu 2018 roku, było przetestowanie autorskiego mechanizmu deorbitacyjnego („żagla”) mającego przyspieszyć pozbycie się nieużytkowanych obiektów z orbity okołoziemskiej, a tym samym zmniejsz liczbę tzw. „śmieci kosmicznych”. Efektem podjętej inicjatywy będzie spłonięcie satelity w ziemskiej atmosferze nie za kilkanaście lat, a już na początku przyszłego roku.  

Wykres. 1 Wykres przedstawiający postępy deorbitacji satelity PW-Sat2. 

Podjęte przez programistów KP Labs prace wiążą się z podpisanym w tym roku porozumieniem o współpracy z Politechniką Warszawską. Porozumienie to zakłada wykorzystanie kolejnym satelicie studenckim PW-Sat3 autorskich rozwiązań opracowanych w firmie KP Labs: oprogramowania Oryx oraz komputera pokładowego Antylopa. 

Dlaczego powstało nowe oprogramowanie? 

Oryginalne oprogramowanie sterujące satelitą służyło przede wszystkim do wykonania celu misji, czyli otwarcia żagla, oraz przeprowadzania pomniejszych eksperymentów. Po zakończeniu głównej fazy misji satelita był w pełni operacyjny, jednakże okazało się, że otwarcie żagla zmieniło budżet energetyczny w taki sposób, że urządzenie zaczęło się powoli rozładowywać. W celu uniknięcia całkowitego rozładowania, opracowane zostało uproszczone oprogramowanie, mające zminimalizować zużycie energii, które zostało wgrane w marcu 2019. Od tej pory PW-Sat2 znajduje się w trybie tzw. głębokiego uśpienia („Deep Sleep„). 

Obecnie w KP Labs tworzone jest autorskie modułowe oprogramowanie o nazwie Oryx dla komputera pokładowego, który również rozwijany jest przez inżynierów KP LabsW związku z pracami podjętymi nad nowym oprogramowaniem w zespole pojawił się plan usprawnienia, rozszerzenia, zebrania nowych danych i walidacji software’u w realnych warunkach. W tym celu stworzony został projekt „Little Oryx”, który oprócz oszczędzania energii i zachowania dodatniego budżetu mocy satelity PW-Sat2, zawiera również elementy będące kluczowymi składowymi Oryxa.  

Wykres 2. Wykres przedstawiający wartości napięcia akumulatorów PW-Sat2. 

Little Oryx – od stworzenia do wysłania  

Rozpoczęcie prac polegało na napisaniu kluczowej logiki komputera pokładowego PW-Sat2 w obszarze zdefiniowanym przez specyfikę systemu Oryx. Składały się na to opisane w języku C++ biblioteki zawierające kluczowe moduły pokładowe dla telemetrii i komend, warstwa abstrakcji sprzętowej i sterowniki do urządzeń znajdujących się na pokładzie. Cały proces rozwoju oprogramowania odbywał się jednocześnie w emulowanym środowisku, jak również na fizycznych modelach inżynieryjnych komputera pokładowego, połączonych z pozostałymi jednostkami za pomocą opracowanego w KP Labs modułu Oaza 

Kolejnym etapem było przetestowane na tzw. “Flat Sat”, które stanowi jak najwierniejszą kopię sprzętu satelity znajdującego się na orbicie. Ostatecznie dnia 21 października 2020przetestowany i zwalidowany kod, za pośrednictwem stacji naziemnej, wysłany został drogą radiową do satelity. Operacja wysyłania oprogramowania trwała łącznie około półtora dnia. 

Co dalej z Oryxem? 

Obecnie KP Labs skupia się na rozwoju oprogramowania Oryx, które wykorzystane będzie w projekcie satelity Intuition-1. Głównym celem misji będzie hiperspektralne obrazowanie Ziemi oraz przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym na orbicie. Dodatkowo, prawdopodobnie Oryx zostanie wykorzystany w zaplanowanej na trzeci kwartał 2023 roku misji PW-Sat3. Wspólnie z Oryxem na orbitę poleci również skonstruowany w KP Labs komputer pokładowy Antylopa. 

#MissionComplete!  

Wgranie nowego oprogramowania na satelitę PW-Sat2 to cenne doświadczenie, które pozwoliło w prawdziwych warunkach zweryfikować wykorzystanie modułów Oryxa na orbicie i zebrać dane pozwalające w lepszy sposób kontynuować pracę nad oprogramowaniem. Misja zakończyła się sukcesem, dzięki czemu PW-Sat2 utrzymuje dodatni budżet mocy. Dodatkowo rozszerzone o nowe funkcjonalności oprogramowanie pozwoli satelicie poprawnie funkcjonować aż do momentu planowanej na początek przyszłego roku deorbitacji. 

Do połowy listopada zespół operatorów KLabs testował Little Oryxa. Obserwacji poddany został budżet mocy satelity, który utrzymuje się na dodatnim poziomieZaimplementowane funkcjonalności działają poprawnie, a wszystkie pozostałe testy zakończyły się pozytywnie. 

Teraz możemy już stwierdzić z całą pewnością: Mission Complete!