Cubesats: Majhni tovori, velike koristi za vesoljske raziskave
Dva od 28 kubetov golobov, ki sestavljajo ozvezdje 'Flock 1' Planet Laba, se nahaja na orbiti z Mednarodne vesoljske postaje 11. februarja 2014. (Zasluga za sliko: NASA)
Cubesat so miniaturni sateliti, ki se 15 let uporabljajo izključno v nizki zemeljski orbiti, zdaj pa se uporabljajo tudi za medplanetarne misije. Na začetku so jih običajno uporabljali v nizki zemeljski orbiti za aplikacije, kot so daljinsko zaznavanje ali komunikacija. Od sredine leta 2018 je bil par kubatnih napotnikov nameščen na misiji, ki je letela na Mars, za Luno in Jupiter pa razmišljajo o številnih drugih kubatnih kockah.
Oblikovanje cubesat sta prvič v poznih devetdesetih letih predlagala dva profesorja: Jordi Puig-Suari s kalifornijske politehnične državne univerze in Bob Twiggs z univerze Stanford. Študentom so poskušali pomagati pri pridobivanju inženirskih izkušenj na satelitih, ki so tradicionalno dragi za izdelavo in izstrelitev. Ideja za cubesat je deloma izhajala iz miniaturne norosti igrač, Beanie Babies, glede na Spaceflight Now . Navdih za individualizirane nagačene živali je Twiggsova zamisel omogočila študentom, da si ustvarijo svoje miniaturne satelite.
Osnovna zasnova kocka je 10-centimetrska (4-palčna) kocka z maso manj kot 1,33 kilograma (2,93 lbs.), Je dodan članek. Vendar so možne različice na temo. Cubesat je lahko zasnovan tudi tako, da obsega dve, tri ali šest 10-centimetrskih enot za bolj zapletene misije.
Cubesats znižuje stroške lansiranja na dva temeljna načina. Ne tehtajo toliko, kar pomeni, da raketa ne potrebuje veliko goriva, da jih dvigne. V večini primerov si raketo delijo tudi z večjim satelitom, kar omogoča dostop do vesolja na plaščih težjega tovora.
Pri oblikovanju kockastih vlaken pa obstaja nekaj oblikovalskih izzivov. Elektronika je manjša in je zato bolj občutljiva na sevanje. Ker so majhne, ne morejo nositi s seboj velikega tovora. Njihovi nizki stroški tudi pomenijo, da so na splošno zasnovani tako, da trajajo le nekaj tednov, mesecev ali let, preden prenehajo delovati (in za tiste v nizki zemeljski orbiti, ki padajo nazaj v ozračje.)
Po namestitvi z Mednarodne vesoljske postaje nad Zemljo plavajo trije majhni kockasti kocki. Astronavt Rick Mastracchio je 19. novembra 2013 tvitnil fotografijo s postaje.(Zasluga za sliko: Rick Mastracchio & rlm; (prek Twitterja kot @AstroRM))
Kratka zgodovina
Prvih šest kock je bilo lansiranih junija 2003 z ruskega izstrelitvenega mesta Plesetsk. Takrat je po članku iz guesswhozoo.com iz leta 2004 znašala približno 40.000 USD izstrelitev, kar je ugodno v primerjavi s tipičnim satelitom (mnogi so milijoni dolarjev.)
Cubesats je omogočila nenehna miniaturizacija elektronike, ki instrumentom, kot so kamere, omogoča, da v orbito vstopijo v delčku velikosti tistega, kar je bilo potrebno na začetku vesoljske dobe v šestdesetih letih.
'Pokukajte v kocko in opazili boste vezje v običajni obliki v znani obliki mikroprocesorjev in modemskih vrat ter drugih naprav z mikročipi, ki se običajno uporabljajo v mobilnih telefonih, digitalnih fotoaparatih in ročni satelitski navigaciji Global Positioning System (GPS) enot, «je leta 2004 zapisal notranji kolumnist guesswhozoo.com Leonard David.
Majhni kockasti kosi revolucionirajo način, kako znanstveniki, študenti in celo zasebna podjetja raziskujejo in uporabljajo vesolje. Oglejte si, kako tehnologija cubesat zmanjšuje satelite v naši celotni infografiki.(Zasluga za sliko: avtor Karl Tate, umetnik za infografiko)
V prvem desetletju je večina letečih kock prihajala iz univerzitetnih ali raziskovalnih aplikacij. Vsako leto se izstreli le peščica satelitov; nato leta 2013 je število izstrelitev nenadoma štelo na desetine. Tistega leta je komercialni sektor začel izstreljevati satelite, po poročanju SpaceDaily .
Nove tehnologije se uvajajo za izboljšanje uporabe kockastih kock, na primer NASA -jev projekt padala iz leta 2017, ki bi lahko pristal na majhnih satelitih brez potrebe po ojačevalcih. V javnem sektorju je bilo napovedanih več odmevnih projektov, vključno z Nasinimi 'roji' kock za opazovanje Zemlje, sprejetje satelita z javno radijsko postajo NPR in a Kanadsko tekmovanje študentov v kockah .
Od sredine leta 2018 je bilo več kot 2.100 kubatnih in nanostelitov. po nanosats.eu . Med najpomembnejšimi uporabami kolobarjev, ki krožijo okoli Zemlje danes:
- Planet Labs, podjetje za opazovanje Zemlje, ima v orbiti na desetine satelitov Dove velikosti kocke, pa tudi nekaj kock RapidEye. Kocke se uporabljajo pri vsem, od odziva na nesreče do spremljanja podnebja.
- NanoRacks Cubesat Deployer na Mednarodni vesoljski postaji izstreli cubesats, potem ko so jih potegnili v orbito na krovu gostujočega vozila ISS.
- NASA -ina pobuda Cubesat Launch ponuja izstrelitvene reže za kocke na tradicionalnih izstrelkih raket.
Nekateri strokovnjaki za vesoljsko industrijo so zaskrbljeni, da se bo popularizacija kockat ustvariti veliko smeti v nizki zemeljski orbiti , saj podjetja in raziskovalci tekmujejo, da bi svoje ideje prenesli v vesolje, ne da bi upoštevali dolgoročne posledice. Marca 2018 je zvezna komisija za komunikacije trdilo, da je eno ameriško podjetje brez dovoljenja izstrelilo več majhnih satelitov potem, ko je FCC blokiral izstrelitev, češ da so sateliti premajhni, da bi jih senzorji lahko spremljali.
Premikanje izven Zemljine orbite
Od leta 2018 so se kocke začele spuščati izven Zemljine orbite. Tu je nekaj projektov, ki so v teku ali so še v načrtu:
Mars Cube One (MarCO) - prvi kubeti, ki so zapustili Zemljo - izstreljeni 5. maja 2018 skupaj z Nasinim pristajalcem InSight. InSight bo predvidoma 26. novembra 2018 pristal na Marsu; trenutno je na poti in kubatci letijo tik za njim, saj so se med izstrelitvijo ločili neodvisno od rakete in delujejo na sončno energijo .
Kockasti so z vzdevkoma „WALL-E“ in „Eve“ po animiranem filmu Pixar iz leta 2008 'WALL-E', ki sledi dogodivščinam robotov v vesolju. Ko InSight pristane, bodo kockasti poskušali na Zemljo poslati podatke o njenem sestopu. To je poskusni let in podatki ne bodo kritični, saj bo enako delo opravil Mars Reconnaissance Orbiter. Misija MarCO se bo kmalu končala.
NASA -jev prvi testni izstrelitveni sistem za vesoljsko lansiranje leta 2019 bo pionir rakete, ki naj bi prvič po šestdesetih letih prejšnjega stoletja pripeljala ljudi iz nizke zemeljske orbite. Začetni, odvijen izstrelitev bo vključeval do 13 mikrosatelitov. Idejne zamisli vključujejo Lunarno svetilko, ki odbija sončno svetlobo, da bi pokukala v trajno zasenčene kraterje na Luni, in NEA Scout, ki bo s solarnim jadrom odletel na skoraj zemeljski asteroid 1991VG.
NASA razmišlja o misiji na Jupitrovo ledeno luno Evropo v letih 2020 ali 2030. Leta 2014 je NASA dejala, da razmišlja o vključitvi kubesatov v misijo, ki bi opravljala funkcije, vključno z 'izvidovanjem prihodnjih pristajalnih mest, gravitacijskimi polji, magnetnimi polji, meritvami atmosfere in perja ter meritvami sevanja.' NASA je potrdila, da bodo kubesati vključeni maja 2018, in za idejo prosila znanstveno skupnost.
Evropska vesoljska agencija in NASA sta že prej razmišljali o skupni misiji za raziskovanje asteroida 65803 Didymos in poskušanje premikanja njegove lune prek udarca. Misija se je imenovala misija Asideroid Impact & Deflection Assessment (AIDA). Za evropski del so razmišljali o vključitvi dveh kock za dodatna opazovanja. Evropejci so se odločili, da leta 2016 ne bodo financirali svojega dela misije, da bi namenili več denarja misiji roverja ExoMars, vendar NASA nadaljuje svoj razvoj. Izstrelitev je bila preložena v leto 2020.
Dodatni viri
