About / Advertise
I höst är det upp till bevis för byggsättsspecialisten Ångström Aerospace. Då skjuts en tysk satellit upp i rymden med världens minsta dator ombord – byggd av det svenska företaget. Hårdvaran ska levereras i slutet av april. Planen är att båda satelliterna ska lämna jorden i år. Vilken som blir först ut är fortfarande osäkert. Säkert är däremot att rymdfärderna blir en teknisk utmaning för Ångströms byggsätteknik.
– Ja, vi skjuter upp fyra stycken egenutvecklade små moduler på respektive satellit. På den tyska satelliten utgör de till och med själva omborddatorn som styr vad, när och hur satelliten gör någonting. Vi flyger alltså ett helt komplett inbäddat system i mikroskala på den tyska satelliten, säger Fredrik Bruhn, vd på Ångström Aerospace.
Det har tagit Uppsalaföretaget två och ett halvt år att utveckla de små modulerna – i rymdsammanhang kallade RTU, Remote Terminal Unit – som tar plats på satelliterna.
Varje RTU rymmer allt som kan behövas i rymdsammanhang. Ombord finns exempelvis tre spacewire-kanaler på vardera upp till 400 Mbit/s, fyra LVDS-kanaler, två canbussar, 18 AD-omvandlare, fyra DA-omvandlare, en FPGA, en 8 bitars Atmelkärna, kristaller, kraftomvandlare och temperatursensor. Allt detta har man lyckats krympa så pass att kontaktgränssnittet till omvärlden är en 33 5 33 mm stor BGA.
– Det är ett generellt litet frimärke som vi har utvecklat. Så om du framöver kommer till mig och säger att du byggt en jättehäftig koldioxidsensor som du vill flyga i rymden, då kan du köpa denna av oss. Jag kan nästan garantera att den innehåller allt som du behöver för att gränssnitta ditt instrument mot satellitbussen, säger Fredrik Bruhn, och håller upp den lilla modulen.
Fast före dess ska byggtekniken utvärderas. Om den klarar utmaningen i de två satelliterna så har den förutsättning att användas i vilka inbyggda system som helst i framtiden, menar Fredrik Bruhn.
Det sitter alltså fyra RTU:er i både den tyska och japanska satelliten. Men i den japanska satelliten fungerar RTU:erna inte som omborddator, utan mastern sitter utanför. En annan väsentlig skillnad är att man valt att använda LTCC-substrat som bärare av elektroniken i den tyska satelliten, medan kisel används i den japanska.
– RTU:erna som vi flyger i de två satelliterna ser exakt likadana ut men substraten skiljer. Vi vill testa både kisel och LTCC, eftersom det senare materialet är minst tio gånger billigare och det är viktigt när vi framöver ska gå till att göra motsvarande konstruktioner till industrirobotar, säger Fredrik Bruhn.
Tittar man närmare på vad Ångström Aerospace bidrar med till den tyska satelliten så handlar det om ett redundant system där två av RTU:erna kan tjänstgöra som omborddator, varvid den ena är master. De andra två RTU:erna är kopplade till var sin pulsbreddsmodulerande (PWM) modul.
I premiärsystemet är PWM-modulerna kopplade till vanliga motstånd, men i ett framtida system är tanken att de ska vara kopplad till magnetspolar. Det gör att RTU:erna kan användas för att styra hela satelliten.
– När man pulsbreddsmodulerar magnetspolar så gör man konstgjorda magnetfält och med hjälp av dessa kan man styra satelliten med jordens magnetfält som referens, säger Fredrik Bruhn.
Alla RTU:er sitter monterade på en bärare i form av ett kretskort och de är alla sammankopplade via två canbussar, där en är redundant. På kortet finns även andra komponenter, däribland ett massminne som Ångström Aerospace byggt tillsammans med Saab Space.
Massminnet byggs upp av 20 okapslade synkrona DRAM om 512 Mbit, alltså totalt 10 Gbit. Det är felkorrigerande och enbart en millimeter tjockt.
– Det är en kopia av massminnet som Saab Space flyger i år på ESA Herschel och ESA Plank, två stora europeiska satelliter. De flyger ett kretskort med kapslade minnen. Vi tog ritningarna rakt av och krympte till något mycket mindre, säger Fredrik Bruhn.
Hela det tyska satellitprojektet handlar alltså om att i mikroskala testa redundanta omborddatorer, höghastighetslänkar till massminne gjorda i mikroskala, distribuerade system på redundanta canbussar, samt även kraftmoduler.
– Med våra moduler har vi faktiskt grunden till en hel satellit där allt tillsammans bara väger 224 gram. Och när vi har visat att detta fungerar i år så kan vi stoppa in en exakt kopia i en liten helikopter, tänk en liten obemannad flygfarkost som väger tre-fyra kilo. Det är hela datasystemet som behövs, säger Fredrik Bruhn.
