První česká družice navržená a sestrojená výhradně studenty míří do vesmíru

Do vesmíru zamíří v polovině letošního roku první česká družice, za jejímž návrhem a sestrojením stojí výhradně studenti a studentky. Družice KOSTKA, kterou vyvíjí tým YSpace z Vysokého učení technického v Brně, úspěšně prošla závěrečnými testy a brzy zamíří k oficiálnímu přepravci, který zajistí její vynesení raketovým nosičem Falcon 9 společnosti SpaceX na oběžnou dráhu Země. Start z kalifornské základny Vandenberg je plánován přibližně na přelom června a července 2026.

Model družice KOSTKA na nedávném veletrhu AMPER. | Autor: Václav Koníček

Pro nezasvěceného pozorovatele může KOSTKA vypadat jako obyčejná krabička pokrytá miniaturními solárními panely a trčícími anténkami. Co je na tom zajímavého a proč něco takového posílat do vesmíru? Takzvané CubeSaty (nebo také nanosatelity) jsou chytrým a finančně dostupným řešením, které umožňuje, aby se do vesmírného výzkumu zapojily i studentské týmy, jako je YSpace.

„CubeSaty jsou jedním z výsledků miniaturizace a mezinárodní standardizace technologií, díky čemuž lze všechny funkce družice umístit do malého objemu a vesmírné mise zpřístupnit i univerzitním týmům. Mise KOSTKA má studentům přinést co nejvíce praktických zkušeností a poznatků, mimo jiné pro přípravu ambicióznější družice CIMER, která bude zahrnovat experimentální biologický náklad. To je oblast, se kterou zatím není v Česku ani v Evropě mnoho zkušeností, a proto jsme chtěli začít s jednodušším CubeSatem, který bude sloužit jako odrazový můstek pro budoucí projekty,“ uvedl Šimon Sloboda vedoucí týmu YSpace.

Závěrečná fáze příprav družice KOSTKA v čistých prostorách (tzv. cleanroomu) společnosti TRL Space. | Autor: Archiv YSpace

Technické údaje mise KOSTKA
KOSTKA je satelit typu 1U – tedy krychle o hraně zhruba 10 cm a hmotnosti přibližně 1 kg. Obsahuje pět subsystémů v podobě desek plošných spojů, které zajišťují jednotlivé funkce i vzájemnou komunikaci. Klíčová je řídicí jednotka pro automatické řízení a plánování. Tu spolu se solárním systémem a nosnou konstrukcí vyvinul YSpace. Rádio, napájecí systém a anténa jsou od externích dodavatelů.

První mise je pro tým velkou výzvou. „Práce na misi KOSTKA jsme zahájili v roce 2023 a nyní jdeme do finále. Za čtyři roky jsme dokázali vymyslet koncept, připravit experiment, vyvinout a vyrobit většinu komponent jednotlivých subsystémů a na závěr zkompletovanou družici úspěšně otestovat, aby byla připravena nejen na vesmírné podmínky, ale především na silné vibrace během startu raketového nosiče. Museli jsme také zvládnout řadu složitých administrativních úkonů, jako například zajištění startu nebo komunikaci s průmyslovými partnery projektu,“ vyjmenoval stěžejní kroky Šimon Sloboda.

Souběžně s přípravou KOSTKY probíhá vývoj složitější družice CIMER, která byla na začátku loňského roku vybrána do rozvojového programu ESA. „Technické záležitosti, které řešíme v rámci konzultací s ESA jsou přenositelné i pro KOSTKU a naopak. To, že máme dva projekty v rozdílných fázích vývoje, které se navzájem doplňují a sdílejí řadu designových prvků, nám jako týmu velice pomáhá,“ zhodnotil Sloboda.

Payload neboli užitečné zatížení družice
Tvoří jej experimentální anténa, kterou tým vyvíjí a během mise otestuje. Ve spojení s palubním rádiem umožní měřit rušení v radioamatérském UHF pásmu (300 MHz až 3 GHz) na nízké oběžné dráze ve výšce 500–600 km. Družice zároveň poslouží radioamatérům – nabídne digipeater a vysílání telemetrie (např. teplota, stav paměti či baterií), majáků i dalších signálů.

Bez nadšení a ochoty zapojených studentů a studentek dělat věci, které jdou daleko nad rámec běžného studia, by však uvedený pokrok nebyl možný. „YSpace je v podstatě volnočasová aktivita, která se však snaží přiblížit fungování profesionálních kosmických firem. Máme nastavenou strukturu vedení a kdo má jakou odpovědnost – od dokončování jednotlivých subsystémů, přes plánování testů, až po marketing a zajišťování financí. S tím vším musí členové týmu skloubit školu a často také zaměstnání. To vede k tomu, že v kritických chvílích je nutné zůstávat v laboratoři dlouho do noci, případně o víkendech, aby bylo možné vše dotáhnout,“ přiblížil Sloboda a pokračoval: „Zatnout zuby bylo nutné hlavně před závěrečnými vibračními testy. V této fázi někteří členové zůstávali v čistých prostorách (tzv. cleanroomu) bez přestávky i 48 hodin, aby zajistili, že vše bude složené a otestované dle požadavků přepravní firmy.“

Vynaložené úsilí však za to stojí. „Během celého procesu vývoje se snažíme vytvořit síť mezi akademickou sférou a rychle se rozvíjejícím kosmickým průmyslem v ČR, která poskytne cenné příležitosti a zkušenosti všem zúčastněným stranám. Díky spolupráci s firmami, jako jsou TRL Space, VZLU Aerospace nebo Spacemanic mají členové týmu jednodušší cestu k práci v této sféře. Získají kontakty, informace a know-how, které potřebují k dalším kariérním krokům,“ vysvětlil Sloboda. „Nehledě k tomu, že studium vesmírných aplikací je nutné doplnit praktickými projekty a náš tým je k tomu ideální volba,“ dodal.

Ve YSpace však nevnímají připravované mise jen jako cestu k praktickému vzdělávání, ale také jako příspěvek k popularizaci kosmických aktivit mezi širokou veřejností. „Chceme sdílet nadšení pro technologie a inspirovat další lidi, aby se do něčeho podobného pustili a zároveň ukázat, co se skrývá za projektem a že to lze zvládnout. Přesně v duchu našeho týmového motta ‚Because we can‘,“ uzavřel Šimon Sloboda.

Tým YSpace z Vysokého učení technického v Brně. | Autor: Václav Široký

Co bude dál?
V nejbližších dnech tým předá CubeSat KOSTKA firmě Exolaunch, která zajistí jeho přepravu i integraci na raketu Falcon 9. Po vypuštění na oběžnou dráhu satelit automaticky rozvine anténu a začne vysílat. Na základě dat o dráze pak tým určí, kdy bude KOSTKA v dosahu pozemní stanice na FEKT VUT, a pokusí se s ní navázat spojení.

YSpace
vznikl z iniciativy pěti studentů magisterského programu Space Applications na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT (FEKT VUT, 2022). Cílem bylo připravit satelitní misi pro program Fly Your Satellite! Evropské vesmírné agentury, což se podařilo misí CIMER. Ta spolu s misí KOSTKA dnes tvoří hlavní náplň činnosti týmu. Tým má několik desítek členů ze šesti fakult VUT napříč všemi stupni studia, včetně středoškoláků. Složení se průběžně obměňuje s příchodem nových studentů. Základem fungování je princip „learning by doing“ – učení se praxí a předávání zkušeností a znalostí.

Text vyšel jako tisková zpráva.