Cubesats: Miniatyyri-avaruusmatkailijat

CubeSats ovat pieniä satelliitteja, jotka on rakennettu erityistarkoituksiin, kuten avaruuskuvaukseen tai tekniseen testaukseen. Nämä nanosatelliitit ovat paljon pienempiä kuin perinteiset sää- ja tietoliikennesatelliitit, ja niitä on suhteellisen helppo rakentaa ja käynnistää käyttämällä myymäläkomponentteja. Tämä rakentamisen helppous ja edulliset kustannukset tekevät opiskelijoille, pienille yrityksille ja muille oppilaitoksille helpon ja halvan tilaa.

NASA kehitti CubeSats-ohjelman osana nanosatelliittien käyttöä pienissä tutkimusprojekteissa, jotka voisivat suunnitellaan ja rakentaa opiskelijat, tiedekunnat ja pienet organisaatiot, jotka eivät normaalisti pysty hankkimaan lanseerausta aika. Niitä käyttävät pääasiassa yliopistot ja pienemmät tutkimuslaitokset ja yritykset. CubeSats on pieni ja helppo käynnistää. Ne on rakennettu sopimaan vakiomittoihin, jotta ne olisi helppo integroida kantorakettiin. Pienin on 10 x 10 x 11 senttimetriä (kutsutaan nimellä 1 U) ja voidaan skaalata kooltaan 6 U: ksi. CubeSats painaa tyypillisesti alle 3 kiloa (1,33 kiloa) yksikköä kohti. Suurimmat niistä, 6U-satelliitit, ovat noin 26,5 kiloa (12–14 kiloa). Kunkin CubeSatin massa riippuu hallussaan olevista välineistä ja tarvittavasta käynnistysmenetelmästä.

CubeSatin odotetaan liikkuvan yksin tehtäviensä aikana ja kantavan omia miniatyyrilaitteitaan ja tietokoneitaan. He välittävät tietonsa takaisin maan päälle, NASA: n ja muiden maa-asemien noutamaan. He käyttävät aurinkokennoja voimanlähteenä, akkujen akkuvarastoinnilla.

CubeSatsin hinta on suhteellisen pieni, rakennuskustannukset alkavat noin 40 000–50 000 dollaria. Käynnistyskustannukset laskevat alle 100 000 dollariin per sat, etenkin kun useita niistä voidaan lähettää avaruuteen yhdellä laukaisulaitteella. Viime vuosina jotkut lanseeraukset ovat sijoittaneet kymmeniä CubeSat-laitteita avaruuteen yhdellä kertaa.

Joulukuussa 2013 Thomas Jeffersonin luonnontieteiden ja tekniikan lukion oppilaat Alexandriassa, Virginiassa, rakensivat ensimmäisen kerran pienimuotoisen satelliittinsa älypuhelimen osien avulla. Heidän pieni satelliittinsa, jota kutsutaan "PhoneSat", suunnitteli ensin NASA tapa testata älypuhelinteknologialla varustettuja nanosatelliitteja.

Siitä lähtien monet muut CubeSat-koneet ovat lentäneet. Opiskelijat ja pienet laitokset ovat suunnitelleet ja rakentaneet monia niistä, jotka ovat kiinnostuneita pääsemään tilaan koulutus- ja tiedetoimintaan. Ne ovat olleet erinomainen tapa opiskelijoille oppia rakentamaan ja hallitsemaan tiedeprojekteja sekä yliopistoille ja muille osallistua avaruuskokeisiin pienimuotoisten tutkijoiden kanssa.

Kaikissa tapauksissa kehitysryhmät työskentelevät NASA: n kanssa matkojensa suunnittelussa ja hakevat sitten käynnistysaikaa, aivan kuten muutkin asiakkaat tekisivät. NASA ilmoittaa vuosittain CubeSat-mahdollisuudet moniin teknisiin ja tieteellisiin hankkeisiin. Vuodesta 2003 lähtien on käynnistetty satoja näitä mini-satelliitteja, jotka tarjoavat tieteellisiä tietoja kaikesta amatööriradiosta ja televiestinnästä aina maatieteeseen, planeettatieteisiin, ilmakehätiede ja ilmastonmuutos, biologian ja teknologian testaus. Monia muita CubeSat-hankkeita on kehitteillä, ja ne kattavat tiedustelu-, biologia-, jatkuvat ilmakehätutkimukset ja testausmateriaalit tulevissa avaruusaluksissa käytettäväksi.

CubeSats on käynnistänyt Venäjän avaruusjärjestö, Euroopan avaruusjärjestö, Intian avaruustutkimusjärjestö (ISRO) ja NASA. Heidät on myös lähetetty alkaen kansainvälinen avaruusasema. Kuvantamisen ja muiden tekniikan esittelyjen ohella CubeSats on ottanut käyttöön aurinkopurjetekniikan, röntgentähdistysinstrumentit ja muut hyötykuormat. ISRO teki historiaa 15. helmikuuta 2017, kun se lähetti 104 nanosatelliittia yhden raketin päälle. Nämä kokeet edustivat Yhdysvaltojen, Israelin, Kazakstanin, Sveitsin, Yhdistyneiden arabiemiirikuntien ja Sveitsin opiskelijoiden ja tutkijoiden työtä.

CubeSat-ohjelma on yksinkertainen ja kustannustehokas tapa päästä avaruuteen. Sarjan tulevat nanosatelliitit keskittyvät maan ilmakehän mittauksiin, jatkavat opiskelijoiden pääsyä avaruudessa, ja ensimmäisessä - MarCO CubeSats -sovelluksella - ottaa käyttöön kaksi näistä minisatelliiteista Marsissa InSightin kanssa Tehtävä. Yhdessä NASA: n kanssa Euroopan avaruusjärjestö kutsuu edelleen opiskelijoita lähettämään CubeSat-suunnitelmia vuodelle mahdollista laukaisua tulevaisuudessa, kouluttamalla vielä enemmän nuoria naisia ​​ja miehiä tuleviksi avaruusaluksiksi insinöörejä!