Browsing by Author "Kvell, Urmas"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    Item
    ESTCube-1 satellite beacon
    (Tartu Ülikool, 2010) Kvell, Urmas
    ESTCube-1 shall be the first Estonian satellite to be launched in 2012. The mission has innovative scientific and educational objectives. The goal of ESTCube-1 satellite is to successfully deploy a single 10 meter long Hoytether structure in low Earth orbit using centrifugal force. The successful tether deployment is needed to demonstrate critical technologies for a full-scale Electric Solar Wind Sail (ESAIL) test mission in the future. The concept of ESAIL has potential to become one of the most efficient space propulsion technologies. It is based on the interaction between the positively charged particles in the solar wind with the positively charged tether net deployed from a satellite. Each tether is a four-fold Hoytether structure so it can be made very light but the whole structure shall retain the durability that is needed in a space environment. The concept was proposed by Pekka Janhunen from Finnish Meteorological Institute in 2006. ESTCube-1 is being developed by students from the University of Tartu and Tallinn University of Technology in tight cooperation with international partners from Finland (Finnish Meteorological Institute, University of Helsinki, Jyväskylä University) and Germany (DLR Bremen). ESTCube-1 communications subsystem (COM) is responsible for the communication between a ground station (GS) and the spacecraft. It can receive telecommands from the GS for setting different operating modes and requests to transmit data. There are two different types of downlink transmission modes: LPTM - Low Power Transmission Mode (Beacon) HPTM - High Power Transmission Mode (Data) The beacon is used for tracking the satellite and to get a simple overview of the satellite's status. The beacon data contains a small subset of telemetry data that is transmitted periodically in Morse code. The HPTM is used for transmitting large amounts of mission data. This consists of telemetry data from each subsystem and the experiment data, for example a picture taken by the camera. HPTM is turned on only after receiving a certain telecommand. The main goals of the current work were to: analyze other CubeSat projects beacon implementations; analyze requirements for ESTCube-1 beacon; determine optimal parameters for ESTCube-1 beacon (output power, transmission period, modulation, beacon data, operating frequency); propose a beacon design for ESTCube-1; analyze operational risks of the beacon design; develop beacon radio frequency (RF) electronics prototype; measure the output parameters of the prototype (signal purity, signal strength, on/off signal ratio. The work consists of ten Chapters. In Chapter 4, an overview of other CubeSat projects beacon implementations is given to see different solutions that are currently operational on orbit. Chapter 5 describes ESTCube-1 satellite in more detail with focus on COM subsystem. Chapter 6 analyzes requirements for developing a satellite beacon. Based on that analysis a beacon design is proposed in Chapter 7. Chapters 6 and 7 form the main body of the work. Chapter 8 describes the beacon radio frequency electronics prototype development and measurement analysis. In Chapter 9, the results of this work are discussed and future activities are proposed. In Chapter 10, most important of these results are concluded and the completion of goals is assessed.
  • Thumbnail Image
    Item
    Orbitaaldünaamika teegi OREKIT kasutamine satelliitside kontaktide optimaalseks planeerimiseks
    (Tartu Ülikool, 2013) Vellak, Mart; Kvell, Urmas; Kimmel, Lauri; Eenmäe, Tõnis; Tartu Ülikool. Matemaatika-informaatikateaduskond; Tartu Ülikool. Arvutiteaduse instituut
    Alates 7. maist on Eesti kosmoseriik ja meie kosmosemissiooni edukaks opereerimiseks kasutame satelliitsidejaamu, mille juhtimiseks on kasutusel vabavaralisel raamistikul Hummingbird põhinev missioonijuhtimistarkvara (MCS – ingl k. Mission Control Software). Raamistik Hummingbird on laialdase kasutusalaga tarkvaraplatvorm seadmete töö jälgimiseks ja juhtimiseks. Paraku on raamistikust puudu satelliitside jaoks oluline komponent, mis võimaldaks ette planeerida sidekontakte satelliitide ja maajaamade vahel. Minu bakalaureusetöö eesmärgiks on luua komponent, mis suudaks ette planeerida sidekontakte satelliitide ja maajaamade vahel. Komponendi eesmärk on arvutada satelliidi operaatori poolt ette antud ajavahemikul kõik kontaktid ja kontakte iseloomustavad parameetrid. Kontakte iseloomustavate parameetrite abil valmistatakse maajaamad ülelennuks valmis – pööratakse paika antennid ja seadistatakse raadiosagedused. Arvutuste tegemiseks kasutan Java teeki OREKIT. OREKIT meetodite abil saab arvutada kontaktide toimumise alguse ning lõpu ajad ja parameetrid. Parameetriteks on näiteks asimuut, elevatsioon, Doppleri nihe, signaali sumbuvus, maajaama ja satelliidi vaheline kaugus ning signaali viivitus. Lisaks kontaktide arvutamisele on operaatorite igapäevaseks väljakutseks piiratud maajaamade ressursside optimaalne kasutamine mitmete satelliitide missioonide läbiviimiseks. Optimeerimist vajavad juhud võib jaotada kolmeks: kui kasutada on üks satelliit ja mitu maajaama, üks maajaam ja mitu satelliiti või mitu maajaama ja mitu satelliiti. Antud töös keskendutakse ühe satelliidi ja mitme maajaama sidekontaktide optimeerimisele, käsitledes teoreetilisi lahendusi, mis võtavad arvesse sideoperaatorite vajadusi.
  • Thumbnail Image
    Item
    Satelliidi ESTCube-1 missioonijuhtimissüsteemi turvalisuse parendamine
    (2014) Okugbeni, John; Kvell, Urmas
    Lühikokkuvõte ESTCube-1 on Eesti esimene satelliit ja ühtlasi onta ehitatud tervenisti üliõpilaste poolt. ESTCube-1 paljudestallsüsteemidest on üks osa missioonijuhtimissüsteemist (ingl. k.Mission Control System- MCS). Missioonijuhtimise tarkvara on modulaarne, moodulid võivad asuda erinevates serverites. Praeguses seadistusestöötab enamik moodulitest vaikimisi konfiguratsiooniseadetes ja mõnel juhul ei ole andmed piisavalt kaitstud – näiteks suhtlevad osad komponendidilma turvalise võrguühenduseta. Käesoleva töö eesmärk on süstemaatiliselt läheneda missioonijuhtimise süsteemi kui terviku turvalisusele ja leida lahendus senisest paremini turvatud süsteemi seadistamiseks. Töö koosneb järgnevatest sammudest:kirjeldada ESTCube-1 missioonijuhtimissüsteemi arhitektuuri, analüüsida kõikide süsteemi moodulite turvalahenduste võimalusi, rakendada leitud terviklahendus missioonijuhtimissüsteemi turvalahendustetestkeskkonnas, katsetadaja kontrollida süsteemi tööd uues seadistuses. Töös valitud lahendus võimaldab turvalisiühendusi erinevate moodulite vahel ja krüpteerib salvestatud andmed. Andmetele juurdepääsu saab piirata ka kasutajapõhiselt. Kokkuvõttes võib missioonijuhtimissüsteemi tarkvara panna tööle avatud ligipääsuga üle Interneti. Seni kasutatud lahendus tugines VPN ja SSH tunnelitele, mis on küll sobiliksüsteemi arenduseks, aga käesolev lahendus võimaldab süsteemile turvalise ligipääsu satelliidi opereerimise igapäevatöös. Võtmesõnad: ESTCube-1, Mission Control System, CubeSat, Hummingbird, Atlassian Crowd, Mongodb, Oracle 11g, Apache ActiveMQ, Jetty Web Server