Το CubeSats είναι μικροσκοπικοί δορυφόροι που έχουν κατασκευαστεί για συγκεκριμένους σκοπούς, όπως η διαστημική απεικόνιση ή οι τεχνολογικές δοκιμές. Αυτοί οι νανο-δορυφόροι είναι πολύ μικρότεροι από τους συμβατικούς δορυφόρους καιρού και επικοινωνίας και είναι σχετικά εύκολο να κατασκευαστούν και να εκτοξευτούν χρησιμοποιώντας εξαρτήματα εκτός ραφιού. Αυτή η ευκολία κατασκευής και το φθηνό τους κόστος καθιστούν εύκολη, φθηνή πρόσβαση στο χώρο για φοιτητές, μικρές εταιρείες και άλλα ιδρύματα.
Πώς λειτουργεί το CubeSats
Η NASA ανέπτυξε το CubeSats ως μέρος ενός προγράμματος για τη χρήση νανοσωλήνων για μικρά ερευνητικά έργα που θα μπορούσαν να προγραμματιστεί και να κατασκευαστεί από φοιτητές, καθηγητές και μικρούς οργανισμούς που συνήθως δεν μπορούν να αγοράσουν το λανσάρισμα χρόνος. Χρησιμοποιούνται κυρίως από πανεπιστήμια και μικρότερα ερευνητικά ινστιτούτα και εταιρείες. Τα CubeSats είναι μικρά και εύκολα στην κυκλοφορία. Είναι κατασκευασμένα για να ταιριάζουν στις τυπικές διαστάσεις για εύκολη ενσωμάτωση σε ένα όχημα εκτόξευσης. Το μικρότερο είναι 10 x 10 x 11 εκατοστά (αναφέρεται ως 1U) και μπορεί να κλιμακωθεί έως και 6U σε μέγεθος. Το CubeSats ζυγίζει συνήθως λιγότερο από 3 κιλά (1,33 κιλά) ανά μονάδα. Οι μεγαλύτεροι, οι δορυφόροι 6U, είναι περίπου 26,5 λίβρες (12 έως 14 κιλά). Η μάζα κάθε CubeSat εξαρτάται από τα όργανα που κατέχει και την απαιτούμενη μέθοδο εκτόξευσης.
Οι CubeSats αναμένεται να κάνουν ελιγμούς μόνες τους κατά τη διάρκεια των αποστολών τους και να μεταφέρουν τα δικά τους μικροσκοπικά όργανα και υπολογιστές. Κοινοποιούν τα δεδομένα τους πίσω στη Γη, για να τα παραλάβουν η NASA και άλλοι επίγειοι σταθμοί. Χρησιμοποιούν ηλιακά στοιχεία για ενέργεια, με αποθήκευση μπαταρίας.
Το κόστος για το CubeSats είναι σχετικά μικρό, με το κόστος κατασκευής να ξεκινά από 40.000 έως 50.000 $. Το κόστος εκκίνησης μειώνεται κάτω από τα 100.000 $ ανά σαβ, ιδιαίτερα όταν ορισμένα από αυτά μπορούν να σταλούν στο διάστημα σε μία πλατφόρμα εκτόξευσης. Τα τελευταία χρόνια, ορισμένες εκτοξεύσεις έχουν εκτοξεύσει δεκάδες CubeSats στο διάστημα με μία κίνηση.
Οι μαθητές χτίζουν μίνι δορυφόρους
Τον Δεκέμβριο του 2013, οι μαθητές στο Γυμνάσιο Thomas Jefferson για την Επιστήμη και την Τεχνολογία στην Αλεξάνδρεια της Βιρτζίνια, δημιούργησαν τον πρώτο μικρό δορυφόρο του είδους του χρησιμοποιώντας τμήματα ενός smartphone. Ο μικρός δορυφόρος τους, που ονομάζεται "PhoneSat, "συλληφθήκαμε για πρώτη φορά από ΝΑΣΑ ως τρόπος για να δοκιμάσετε νανο-δορυφόρους εξοπλισμένους με τεχνολογία smartphone.
Από τότε, πολλά άλλα CubeSats έχουν πετάξει. Πολλοί έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί από φοιτητές και μικρά ιδρύματα που ενδιαφέρονται να αποκτήσουν πρόσβαση στο χώρο για εκπαιδευτικές και επιστημονικές δραστηριότητες. Ήταν ένας εξαιρετικός τρόπος για τους μαθητές να μάθουν να χτίζουν και να διαχειρίζονται επιστημονικά έργα, και για πανεπιστήμια και άλλα να συμμετέχουν σε πειράματα στο διάστημα με εξερευνητές μικρής κλίμακας.
Σε όλες τις περιπτώσεις, οι ομάδες ανάπτυξης συνεργάζονται με τη NASA για να προγραμματίσουν τις αποστολές τους και στη συνέχεια να υποβάλουν αίτηση για χρόνο έναρξης, όπως θα έκανε άλλος πελάτης. Κάθε χρόνο, η NASA ανακοινώνει ευκαιρίες στο CubeSat για μια ποικιλία τεχνικών και επιστημονικών έργων. Από το 2003, εκατοντάδες από αυτούς τους μίνι δορυφόρους έχουν ξεκινήσει, παρέχοντας επιστημονικά δεδομένα για τα πάντα, από ερασιτέχνες ραδιόφωνο και τηλεπικοινωνίες έως γήινες επιστήμες, πλανητικές επιστήμες, ατμοσφαιρική επιστήμη και κλιματική αλλαγή, βιολογία και δοκιμή τεχνολογίας. Πολλά περισσότερα έργα CubeSat βρίσκονται σε εξέλιξη, καλύπτοντας έρευνες για αναγνώριση, βιολογία, συνεχιζόμενες ατμοσφαιρικές μελέτες και δοκιμαστικά υλικά για χρήση σε μελλοντικά διαστημόπλοια.
Το μέλλον του CubeSats
Το CubeSats κυκλοφόρησε από το Ρωσική Υπηρεσία Διαστήματος, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος, ο Ινδικός Οργανισμός Διαστημικής Έρευνας (ISRO) και η NASA, μεταξύ άλλων. Έχουν επίσης αναπτυχθεί από ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός. Μαζί με την απεικόνιση και άλλες τεχνολογικές επιδείξεις, η CubeSats έχει αναπτύξει τεχνολογία ηλιακού πανιού, όργανα αστρονομίας ακτίνων Χ και άλλα ωφέλιμα φορτία. Στις 15 Φεβρουαρίου 2017, το ISRO έγραψε ιστορία όταν χρησιμοποίησε 104 νανο-δορυφόρους σε έναν μόνο πύραυλο. Αυτά τα πειράματα αντιπροσώπευαν το έργο μαθητών και επιστημόνων από τις ΗΠΑ, το Ισραήλ, το Καζακστάν, την Ελβετία, τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και την Ελβετία.
Το πρόγραμμα CubeSat είναι ένας απλός και οικονομικός τρόπος για να φτάσετε στο διάστημα. Οι μελλοντικοί nanosatellites της σειράς θα επικεντρωθούν στις μετρήσεις της ατμόσφαιρας της Γης, θα συνεχίσουν την πρόσβαση των μαθητών space, και σε πρώτη - με το MarCO CubeSats - θα αναπτύξει δύο από αυτούς τους μίνι δορυφόρους στον Άρη με το InSight Αποστολή. Μαζί με τη NASA, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος συνεχίζει να καλεί τους μαθητές να υποβάλουν σχέδια για το CubeSat πιθανή εκτόξευση στο μέλλον, εκπαιδεύοντας ακόμη περισσότερες νέες γυναίκες και άνδρες για να γίνουν μελλοντικά διαστημόπλοια μηχανικοί!