Kraven är hårda på både maskin- och programvara som ska upp och flyga i en satellit, därför har utvecklingen hittills varit både tidskrävande och kostsam. Företaget ÅAC Microtec AB i Uppsala har lyckats kapa både tider och priser betydligt i ett samarbete med universitetet för tilllämpad vetenskap i Bremen och USA:s flygvapen, som resulterat i satellitarkitekturen Quadsat.
Många vill vara med
Det har visat sig vara ganska många företag som gärna vill ha med till exempel radiomottagare, kameror och rymdväderinstrument på en satellit, men väldigt få har hittills haft råd att göra det. Numera ligger vägen öppen för exempelvis rederier, ägare av lastbilsflottor eller universitet. Priset på uppskjutningen hålls nere genom att flera småsatelliter samåker på en större bärraket.
Efter tio års forskning vid Ångströmslaboratoriet kring hur man bygger robust och miniatyriserad elektronik för nanosatelliter, knoppades ÅAC av. Företaget har varit självständigt i sex år nu, med 20 anställda och en omsättning på 27 miljoner kronor. Utöver satelliter avser man att använda sin teknik i uav:er, industriella sensorer och, allra mysigast, i den nya Mars-bilen Exomars. Quadsat blir den första plug and play-satelliten, och den kommer huvudsakligen att användas för att verifiera ÅAC:s konstruktion. Men i framtiden ser man den som en plattform för att kvalificera utrustning för rymdbruk, samt för att testa vetenskapliga instrument, till exempel radiomottagare, biologiska experiment eller kameror.
Quadsat är i modulform, alltså en ”Ikea-satellit” med standardiserade byggbitar. Den som så önskar kan köpa en ”kortlåda” och fylla med sin egen utrustning. Kortlådorna är standardiserade, liksom kommunikationen med satellitens styrdator, och genom ett sinnrikt system kan kunden utveckla sin applikation hemmavid och sedan ta den med sig till ÅAC och montera in den på ett par minuter.
Plug and play-moduler
Men man pluggar inte in något som helst om inte satellitens styrdator vet hur den ska hantera utrustningen, det vill säga har de rätta drivrutinerna, här kallade extensible transducer electronic data sheet (xteds). Det har ÅAC löst väldigt finurligt. Varje ansluten kundenhet (payload) ska ha ett gränssnitt, en remote terminal unit (rtu) som både är central processor för kortlådan och kommunicerar med huvudstyrdatorn via en dubbelriktad databuss. I rymdversion kallas detta för space plug and play avionics (spa) och då innehåller bussen både dubbelriktad dataöverföring och kraftförsörjning. Flera busstyper finns, exempelvis Philips I2C, usb, spacewire och en optisk typ. De olika rtu-varianterna (mikro, nano och så vidare) har olika kraftfull cpu beroende på hur mycket databehandling man behöver i sin kortlåda.
När ett kundinstrument aktiveras genom att strömmen slås på, tar rtu första bästa lediga adress på bussen, varefter styrdatorn kan hämta xteds från instrumentets rtu och så är man igång. Skulle något gå snett eller om instrumentet skulle behöva startas om, kanske beroende på en soleruption, kan man hämta om drivrutinen igen. Plug and play i Windows fungerar helt annorlunda. Windows har en väldig databas med drivrutiner, men när någon saknas, fallerar plug and play-systemet och man tvingas skaffa fram drivrutinen manuellt. Om det går.
Uppe på mindre än 1 vecka
Varför är USA:s flygvapen egentligen intresserat av så snabb satellitutveckling? I och med att kineserna visade att de kunde skjuta ned en av sina egna satelliter, och USA gjorde detsamma senare, kom man fram till att man mycket snabbt kunde bli av med strategiska satelliter. Då behövdes ett sätt att snabbt få upp ny kapacitet. Flygvapnet kan i dag sätta ihop en satellit från en standarduppsättning plug and play-kompatibla byggstenar på mindre än två dagar, och man behöver bara fyra dagar för uppskjutning.
