Far fare l'astronomia ai cubesati

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Uno non prende due cubesats e li strofina insieme per produrre elettricità statica. Piuttosto, li mandi in un breve viaggio spaziale in orbita terrestre bassa (LEO) e li distanti un po 'di distanza e voilà, hai un telescopio. Questo è il piano degli ingegneri del NASA Goddard Space Flight Center e anche ciò che è stato immaginato da molti altri.

I cubesati sono una delle grandi manie della nuova industria spaziale. Ma quasi tutto ciò che è volato finora sono semplici cubi senza timone che scattano foto quando sono orientati correttamente. Gli ingegneri GSFC stanno progettando di dare a due cubi un controllo sostanziale delle loro posizioni l'una rispetto all'altra e all'universo che le circonda. Con uno in possesso di un telescopio e l'altro un disco per cancellare il sole splendente, il loro telescopio cubesat farà ciò di cui nemmeno il telescopio spaziale Hubble è capace e per molto meno denaro.

1U, 3U, 9U: sono tutti cubesats di dimensioni diverse. Hanno tutti in comune la dimensione dell'unità di 1. Un cubo di 1U è di 10 x 10 x 10 centimetri a cubetti. Un cubo di queste dimensioni conterrà un litro di acqua (circa un litro) che è un chilogrammo in peso. Oppure sostituisci quell'acqua con idrazina e hai quasi 1 chilogrammo di carburante per razzi mono propellente che può prendere un cubestat.

Gli ingegneri aerospaziali della GSFC, guidati da Neerav Shah, non vogliono andare lontano, vogliono solo guardare le cose lontane usando due cubesat. Il loro design utilizzerà uno come un telescopio - alcune ottiche e un buon rivelatore - e l'altro cubesat si staccherà per circa 20 metri, mentre pianificano, e funzionerà come un coronagrafo. Il cubesat coronagraph funzionerà come una maschera solare, un disco occulto per bloccare i raggi luminosi dalla superficie del Sole in modo che il telescopio cubesat possa guardare con alta risoluzione la corona e il bordo del Sole. Per questi ingegneri, la sfida consiste nel mantenere i due cubesat allineati con precisione e puntare verso il loro obiettivo.

Solo i telescopi spaziali dedicati all'osservazione solare come SDO, STEREO e SOHO sono in grado di bloccare il sole, ma i loro punti di riferimento sono limitati. Separare il coronagraph più lontano dall'ottica migliora notevolmente la precisione con cui si può guardare il bordo di un oggetto luminoso. Con la maschera corongrafica più vicina all'ottica, una luce più intensa raggiungerà ancora l'ottica e i rivelatori e inonderà ciò che veramente vuoi vedere. La tecnologia sviluppata da Shah e dai suoi colleghi può essere un mirino per i futuri telescopi spaziali che cercheranno pianeti distanti attorno ad altre stelle, usando anche un coronagrafo per rivelare pianeti altrimenti nascosti.

Gli ingegneri hanno ricevuto un investimento di $ 8,6 milioni dalla Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) e stanno lavorando in collaborazione con Emergent Space Technologies, con sede nel Maryland.

La sfida degli ingegneri GSFC è quella di fornire due piccoli cubi guida, navigazione e controllo (GN&C) buoni come qualsiasi altro veicolo spaziale standard che abbia volato. Intendono utilizzare la tecnologia standard e ci sono molte piccole e persino grandi aziende che sviluppano e vendono pezzi cubi.

Questo è un periodo di smistamento per il settore cubesat, se vuoi, della nuova industria spaziale. Selezionando i componenti standard, gli ingegneri GSFC guidati da Shah sceglieranno i migliori della categoria. Le parti di cui hanno bisogno sono cose come minuscoli sensori solari e sensori stellari, raggi laser e minuscoli rivelatori di quei raggi, accelerometri, minuscoli giroscopi o ruote del momento e anche piccoli sistemi di propulsione. L'industria cubesat è abbastanza vicina alla disponibilità di tutti questi come standard. La domanda quindi è cosa fai con i piccoli satelliti in orbita terrestre bassa (LEO). I telescopi per l'osservazione della terra stanno già facendo progressi e gli ambiti per l'astronomia sono i prossimi. Ci sono anche piani per avventurarsi nello spazio interplanetario con minuscole e capaci sonde spaziali cubesat.

Se uno può sostenere un profitto per un'azienda costruita su cubesats rimane una grande domanda. In questo momento quelli che costruiscono cubesat su specifiche del cliente stanno realizzando profitti e quelli che realizzano le minuscole scelte e pale per i cubesat stanno realizzando profitti. La piccola industria può essere sovraccarica che nel linguaggio economico potrebbe essere solo naturale. Molte piccole startup falliranno. Tuttavia, per i ricercatori delle università e delle organizzazioni di ricerca come la NASA, i cubesat hanno un potere costante perché riducono i costi grazie alla loro massa e dimensioni ridotte e al basso costo dei componenti per farli funzionare. Lo sforzo del GSFC determinerà la rapidità con cui i cubesat iniziano a svolgere un vero lavoro nel campo dell'astronomia. Controllare l'atteggiamento e aggiungere propulsione è la prossima grande cosa nello sviluppo di cubesat.

Riferimenti:

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