CubeSat - CubeSat

CubeSat ( U klasy kosmiczny ) jest typu zminiaturyzowanej satelity do badań kosmosu , że składa się z wielokrotności x 10 cm x 10 cm, 10 cm sześciennych jednostek. CubeSats mają masę wynoszącą nie więcej niż 1,33 kg (2,9 funtów) na jednostkę, a często użyciu handlowego się z półki (COTS) komponenty do elektroniki i struktury. CubeSats są powszechnie umieścić na orbicie przez deployers na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej , czy uruchomiony jako wtórnych ładunków na rakiety, Ponad 1200 CubeSats zostały uruchomione w styczniu 2020 roku ponad 1100 zostały z powodzeniem wdrożone w orbicie, a ponad 80 zostało zniszczonych w niepowodzeń nośnych.

W 1999 roku, California Polytechnic State University (Cal Poly) oraz Stanford University opracował specyfikację CubeSat celu promowania i rozwijania umiejętności niezbędnych do projektowania, wytwarzania i testowania małych satelitów przeznaczonych do niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), które wykonują szereg naukowych badania funkcji i odkrywania nowych technologii kosmicznych. Academia stanowiły większości startów CubeSat do roku 2013, gdy więcej niż połowa szalup były do celów innych niż akademickich, a do roku 2014 większość nowo wdrożonych CubeSats były dla projektów komercyjnych lub amatorskich.

Zastosowań typowo obejmują eksperymenty, które mogą być zminiaturyzowanych lub służyć celom, takich jak obserwacja Ziemi lub krótkofalarstwa . CubeSats stosowane są w celu wykazania technologii kosmicznych przeznaczonych dla małych satelitów albo że obecnego wątpliwej wykonalności i jest mało prawdopodobne, aby uzasadnić koszt większej satelity. Eksperymenty naukowe z niesprawdzonych teorii podstawowej może także znaleźć się na pokładzie CubeSats ponieważ ich niski koszt może uzasadniać wyższe ryzyko. Biologiczne ładunki badawcze zostały przewiezione na kilku misjach, bardziej planowy. Kilka misje do Księżyca i Marsa planuje użyć CubeSats. W maju 2018 roku, dwa Marco CubeSats zostali pierwszymi CubeSats do opuszczenia orbity Ziemi, na ich drodze na Marsa wraz z udanym InSight misji.

Niektóre CubeSats stały pierwszych satelitów narodowe swoich krajów , uruchamiana przez uniwersytety, województwo, lub firm prywatnych. Do przeszukiwania Nanosatellite i CubeSat Listy Baza ponad 2000 CubeSats które zostały zaplanowane i mają być uruchomione od 1998 roku.

Historia

Profesorowie Jordi Puig-Suari z California Polytechnic State University i Bob Twiggs z Stanford University zaproponował CubeSat konstrukcję referencyjną w 1999 roku w celu umożliwienia absolwentów do projektowania, budowania, testowania i działać w przestrzeni do statku kosmicznego z funkcją podobną do tej z pierwszych statek kosmiczny, Sputnik . CubeSat, jak początkowo zaproponowano, nie określone, aby stać się standardem; raczej, stało się standardem w miarę upływu czasu w procesie powstania . Pierwsze CubeSats uruchomiona w czerwcu 2003 roku na rosyjskim Eurockot , a około 75 CubeSats wszedł na orbitę w 2012 roku.

Potrzeba taka mała czynnika satelity okazało się w 1998 roku w wyniku prac prowadzonych w Pracowni Rozwoju Systemu Przestrzeń Uniwersytetu Stanforda. Na SSDL studenci pracowali na OPAL (Orbicie Picosatellite automatyczna wyrzutnia) mikrosatelitarny ponieważ misja 1995. opal za wdrożyć synowa statku „ picosatellites ” spowodowało rozwój systemu wyrzutni, która została „beznadziejnie skomplikowany” i może być wykonana tylko do pracy „przez większość czasu”. Przy montażu opóźnienia projektu, Twiggs poszukiwane DARPA finansowania, które doprowadziły do przeprojektowania mechanizmu wystrzelenia prostej koncepcji pchacz-płytka z satelitów utrzymywanych w miejscu przez drzwi sprężynowych.

Pragnąc skrócić cykl rozwojowy doświadczył na OPAL i inspirowane przez picosatellites Opal prowadzone, Twiggs wyruszył na poszukiwania „ile można zmniejszyć rozmiar i nadal mieć praktyczne satelitę”. W picosatellites na OPAL się 10,1 cm x 7,6 cm x 2,5 cm (4 cale x 3 w krotne 1 cal), rozmiar, który nie przyczynia się do pokrycia wszystkich stron sondy z ogniw słonecznych. Zainspirowany 4-calowy (10 cm) sześcienny plastikowym pudełku używany do wyświetlania Beanie Babies w sklepach, Twiggs pierwszy rozliczane na większej dziesięć-centymetrową kostkę jako wytyczne dla nowej (jeszcze-do-nazwie) koncepcji CubeSat. Model wyrzutni został opracowany dla nowego satelity przy użyciu tego samego pojęcia pchacz-płyty, które zostały wykorzystane w zmodyfikowanej OPAL wyrzutni. Twiggs przedstawił ideę Puig-Suari w lecie 1999 roku, a następnie w Japonii i USA nauka, technologia i przestrzeni Applications Program (JUSTSAP) konferencji w listopadzie 1999 roku.

Określenie „CubeSat” zostało wprowadzone do oznaczenia nanosatellites zgodnymi ze standardami opisanymi w opisie konstrukcji CubeSat. Cal Poly opublikowane standardy w wysiłku, kierowany przez profesora inżynierii lotniczy Jordi Puig-Suari. Bob Twiggs , Departamentu Aeronautyki i Astronautyki z Uniwersytetu Stanforda, a obecnie członek wydziału astronautyka w Morehead State University w Kentucky, przyczynił się do społeczności CubeSat. Jego wysiłki koncentrowały się na CubeSats z instytucji edukacyjnych. Specyfikacja nie ma zastosowania do innych sześcian podobny nanosatellites takich jak NASA „MEPSI” nanosatellite, który jest nieco większy niż CubeSat. GeneSat-1 był NASA pierwszy w pełni zautomatyzowany, samodzielny lot kosmiczny biologiczny eksperyment na satelicie jego wielkości. Był to także pierwszy w USA rozpoczęła CubeSat. Praca ta, kierowana przez Johna Hines w NASA Ames Research, stał się katalizatorem dla całego programu NASA CubeSat.

Projekt

Specyfikacja CubeSat realizuje kilka celów wysokiego poziomu. Głównym powodem, dla miniaturyzacji satelitów jest zmniejszenie kosztów wdrożenia: często są one odpowiednie do uruchomienia w wielokrotności, wykorzystując nadmiar zdolności większych pojazdów nośnych. Konstrukcja CubeSat specjalnie minimalizuje zagrożenie dla pozostałej części rakiety i ładowności. Hermetyzacja z launcher- ładunku interfejsu gładzi ilość pracy, która byłaby uprzednio wymaganej do krycia satelitę barana z wyrzutnią. Ujednolicenie wśród ładunków i wyrzutnie umożliwia szybką wymianę ładunków i wykorzystania możliwości pojawienia się w krótkim czasie.

Standardowe CubeSats składa się z jednostki 10 x 10 x 11,35 cm, mające na celu zapewnienie 10 x 10 x 10 cm lub 1 litr objętości użytkowej, a nie więcej niż o masie 1,33 kg (2,9 funtów) na jednostkę. Najmniejsza średnia wielkość jest 1U, a 3U + składa się z trzech bloków ułożonych wzdłuż jego długości z dodatkową cylindra o średnicy 6,4 cm, wyśrodkowanej na osi podłużnej i rozciągającym się 3,6 cm poza jednej powierzchni. Aerospace Corporation została zbudowana i uruchomiona dwa mniejsze CubeSats formie 0.5U do pomiaru promieniowania i demonstracji technologii.

Ponieważ prawie wszystkie CubeSats są 10 x 10 cm (bez względu na długość) mogą one być uruchomione i wdrażane przy użyciu wspólnego systemu wdrażania nazwie poli-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD), opracowany i zbudowany przez Cal Poly.

Brak elektronika tworzą czynniki lub protokoły komunikacyjne są określone lub wymagane przez CubeSat Specyfikacja produktu, ale sprzętu COTS konsekwentnie wykorzystać pewne cechy, które wiele traktować jako standardy w elektronice CubeSat. Większość COTS i niestandardowe zaprojektowane elektronika dopasować formę PC / 104 , który nie został zaprojektowany do CubeSats ale prezentuje profil 90 x 96 mm, który pozwala większości wolumen statku kosmicznego być zajęte. Technicznie rzecz biorąc, forma PCI-104 jest wariantem PC / 104 używane i rzeczywista pinout wykorzystywane nie odzwierciedla pinout określony w standardzie PCI-104. Stackthrough złącza deski pozwalają na prosty montaż i interfejsów elektrycznych i większość producentów sprzętu elektroniki CubeSat zawieszone do tego samego układu sygnałów, ale niektóre produkty nie robić, więc należy zachować ostrożność w celu zapewnienia spójnych rozwiązań sygnałowy i zasilający, aby zapobiec uszkodzeniom.

Należy zachować ostrożność w doborze elektroniki w celu zapewnienia urządzeń może tolerować obecny promieniowania. Dla bardzo niskich orbitach Ziemi (Leo), w którym stożkach czołowych atmosferyczne mogą się pojawić w ciągu kilku dni lub tygodni, promieniowanie może być w dużej mierze ignorowane i standardowe klasy elektronika konsumencka może być stosowany. Urządzeń elektronicznych może przetrwać promieniowanie LEO w tym czasie jako szansa na pojedynczym zdenerwowany zdarzeń (Seu) jest bardzo niska. Pojazd kosmiczny w przedłużonym niskiej orbicie Ziemi trwające miesiąc lub rok są zagrożone i tylko latać sprzętowy przeznaczony i przetestowane w środowiskach napromieniowanych. Misje poza niską orbitę Ziemi i które pozostają w niskiej orbicie Ziemi przez wiele lat muszą stosować zabezpieczone przed promieniowaniem urządzeń. Dalsze rozważania są przeznaczone do pracy w wysokiej próżni, w wyniku efektów sublimacji , odgazowania i metaliczne kryształy , które mogą prowadzić do awarii misji.

Różne klasyfikacje są używane do klasyfikowania tych satelitów miniaturowe oparte na masie. CubeSats 1U należą do gatunku picosatellites.

1. Ministaelitarnych (100-500 kg)
2. Mikrosatelitarnych (10-100 kg)
3. Nanosatellite (1-10 kg)
4. Picosatellite (0.1-1 kg)
5. Femtosatellite (0,01-0,1 kg)

W ostatnich latach większe platformy CubeSat zostały opracowane, najczęściej 6U (10 x 20 x 30 cm lub 12 x 24 x 36 cm) i 12U (20x20x30 cm lub 24x24x36 cm), aby rozszerzyć możliwości CubeSats poza zastosowaniach naukowych i technologicznych walidacji oraz w bardziej złożone nauki i krajowych celów obronnych.

W 2014 roku dwa 6U Perseus-M CubeSats zostały uruchomione za nadzór morski, największy jeszcze w tym czasie. 2018 Uruchomienie InSight lądownika na Marsa obejmował dwie 6U CubeSats nazwie Mars One Cube (Marco).

Większość CubeSats mieć jeden lub dwa instrumenty naukowe jako ich głównym zadaniem ładowności .

Struktura

Liczba połączonych jednostek klasyfikuje wielkości CubeSats i według CubeSat Specyfikacja produktu są skalowalne tylko wzdłuż jednej osi, dopasowane do formy 0.5U, 1U, 1.5U, 2U lub 3U. Wszystkie standardowe rozmiary CubeSat została zbudowana i uruchomiona i stanowią czynniki formularz dla prawie wszystkich rozpoczętych CubeSats jak 2015. Materiały stosowane w konstrukcji musi posiadają ten sam współczynnik rozszerzalności cieplnej jak wdrożeniowcowi aby zapobiec zakleszczeniu. W szczególności, materiały są dozwolone cztery stopy aluminium: 7075 , 6061 , 5005 i 5052 . Glinu stosowany w konstrukcji, która styka się z P-POD należy anodowanego zapobiec zgrzewanie na zimno i inne materiały mogą być wykorzystane do konstrukcji czy zwolnienie związku. Poza zgrzewanie na zimno, na uwagę jest wprowadzane do doboru materiału, ponieważ nie wszystkie materiały mogą być stosowane w próżni . Struktury często wyposażone w miękkie amortyzatory na każdym końcu, zazwyczaj wykonane z gumy, w celu zmniejszenia skutków wpływu na inne CubeSats w P-POD.

Występy poza maksymalne wymiary są akceptowane przez standardową specyfikacją, maksymalnie 6,5 mm poza każdy z boku. Wszelkie występy nie mogą kolidować z szynami wdrażania i są zwykle zajęte przez anteny i paneli słonecznych. W Revision 13 CubeSat Specyfikacja produktu dodatkowa dostępna wysokość została określona do użytku w projektach 3U. Wzrost wielkości jest możliwe przez zmarnowane miejsce zwykle w mechanizm sprężynowy P-POD MK III jest. 3U CubeSats wykorzystujące przestrzeń oznaczono 3U + i mogą składać się w części cylindrycznej objętości wyśrodkowany na jednym końcu CubeSat. Cylindryczna przestrzeń ma maksymalną średnicę 6,4 cm i wysokość nie większą niż 3,6 cm, nie pozwalając jednocześnie na każdym wzrostem masy poza maximum 3u w 4 kg. Układy napędowe i anteny są najczęstsze składniki, które mogą wymagać dodatkowej objętości, chociaż ładowność czasami rozciąga się tego tomu. Odstępstwa od wymagań wymiarowych i masowych może zostać uchylony po zastosowaniu i negocjacji z dostawcą usług launch .

CubeSat konstrukcje nie mają te same problemy wytrzymałościowe jak większe satelity zrobić, ponieważ mają dodatkową zaletę wdrożeniowcowi wspierającej je strukturalnie podczas startu. Jeszcze pewne CubeSats ulegnie analiza wibracji lub analizy strukturalnej , aby komponenty nie poparte P-POD pozostają nośne całej wyrzutni. Chociaż rzadko przechodzi analizę, że większe satelity zrobienia, CubeSats rzadko powiedzie się z powodu problemów mechanicznych.

Przetwarzanie danych

Jak większych satelitów CubeSats często dysponują wieloma komputerami obsługi różnych zadań w równolegle w tym kontroli położenia (orientacji), zarządzanie energią, obsługi ładunku i zadań kontrolnych podstawowych. Systemy kontroli COTS postawa zazwyczaj zawierają własny komputer, podobnie jak systemy zarządzania energią. Ładunki muszą być zdolne do współpracy z komputerem podstawowym być użyteczny, co czasem wymaga użycia innego małego komputera. Może to być spowodowane ograniczeniami w możliwości podstawowego komputera, aby kontrolować ładunek z ograniczonymi protokołów komunikacyjnych, aby zapobiec przeciążeniu komputerze podstawowym z surowego przetwarzania danych lub w celu zapewnienia operacja ładowność kontynuuje przerwany przez sondę jest inny computing potrzebuje takich jak komunikacja. Mimo to, podstawowy komputer może być używany do zadań użytkowych związanych, które mogą obejmować przetwarzanie obrazu , analizy danych i kompresji danych . Zadania, które komputer podstawowy typowo uchwyty obejmują przekazywanie zadań do innych komputerów, kontrolę postawy (orientacja), obliczenia dla manewrów orbitalnych , harmonogramowania oraz aktywację aktywnych składników kontroli termicznej. Komputery CubeSat są bardzo podatne na promieniowanie i budowniczych będzie podjąć specjalne kroki, aby zapewnić prawidłowe działanie w wysokim promieniowaniem przestrzeni, takich jak korzystanie z ECC RAM . Niektóre satelity mogą zawierać redundancji poprzez realizację wielu komputerów podstawowych, można to zrobić na cenne misji, aby zmniejszyć ryzyko niepowodzenia misji. Consumer smartfony zostały wykorzystane do obliczenia w niektórych CubeSats, takich jak NASA PhoneSats .

kontrola postawy

Kontrola postawy (orientacja) dla CubeSats polega na miniaturyzacji technologii bez znaczącego pogorszenia wydajności. Bębnowania typowo zachodzi tak szybko, jak CubeSat jest stosowane, ze względu na asymetryczne siły rozmieszczenia i wstawianie innych CubeSats. Niektóre CubeSats działać normalnie podczas upadki, ale takie, które wymagają skierowaną w określonym kierunku lub nie może pracować bezpiecznie podczas przędzenia, należy detumbled. Systemy, które wykonują determinacji postawy i kontroli obejmują kół reakcyjnych , magnetorquers , silniki, gwiazdkowe trackerów , czujniki Sun , czujniki ziemi, czujniki prędkości kątowej oraz odbiorników GPS oraz anteny . Kombinacje tych systemach są zazwyczaj postrzegane w celu podjęcia zalety każdej metody i złagodzenia ich braki. Koła reakcji są powszechnie wykorzystywane do ich zdolności do nadania relatywnie dużych momentów dla danej energii wejściowej, ale narzędzie koło reakcyjne jest ograniczona z powodu nasycenia, punkt, w którym koło nie obraca się szybciej. Przykłady kół reakcyjnych CubeSat obejmują Maryland Aerospace Mai-101 i Sinclair międzyplanetarnej RW-0.03-4. Koło reakcyjne można uwypuklają przy użyciu sterów strumieniowych lub magnetorquers. Pędniki mogą zapewnić duże momenty przez nadanie para na sondę ale nieefektywności w małych systemach napędowych przyczyną thrusters zabraknie paliwa gwałtownie. Powszechnie spotykane na prawie wszystkich CubeSats są magnetorquers które prowadzą elektryczność poprzez elektrozawór , aby skorzystać z ziemskiego pola magnetycznego do wytworzenia skrętu chwilę . Moduły postawa-kontrolne i panele słoneczne zazwyczaj posiadają wbudowane magnetorquers. Dla CubeSats że wystarczy detumble, nie metoda oznaczania postawa poza z kątowym czujnik prędkości lub elektronicznego żyroskopu jest konieczne.

Wskazując w kierunku konkretnej jest niezbędne do obserwacji Ziemi, manewrów orbitalnych, maksymalizując energię słoneczną oraz niektórych instrumentów naukowych. Kierunkowe wskazujące dokładność można osiągnąć poprzez wykrywanie Ziemi i jej horyzont, słońce, czy konkretne gwiazdy. SS-411 Czujnik słońce Sinclair międzyplanetarnej i ST-16 gwiazda tracker oba mają wnioski o CubeSats i mieć dziedzictwa wylotu. Pumpkin za Colony I Bus używa aerodynamiczny skrzydła pasywnego stabilizacji postawy. Określenie miejsca A CubeSat może być wykonane poprzez zastosowanie na pokładzie GPS, który jest stosunkowo drogie dla CubeSat, lub przekazywanie danych śledzenia radarowego do śledzenia jednostek z systemów naziemnych.

Napęd

Napęd CubeSat nastąpił szybki postęp w następujących technologiach: zimny gaz , napęd chemiczny , napęd elektryczny , a żagiel słoneczny . Największym wyzwaniem z napędem CubeSat jest zapobieganie ryzyku do rakiety i jej pierwotnego ładunku zapewniając jednocześnie znaczące możliwości. Składniki i sposobów, które są powszechnie stosowane w większych satelitów zabroniony lub ograniczony, a CubeSat projektowanie techniczne (CDS) wymaga zwolnienia o ciśnieniu powyżej 1,2 standardowej atmosferze ponad 100 Wh zmagazynowanej energii chemicznej i materiałów niebezpiecznych. Ograniczenia te stanowią wielkie wyzwanie dla systemów napędowych CubeSat, jako typowe układy napędowe wykorzystują przestrzeń kombinacje wysokich ciśnień, wysokich gęstościach energii i materiałów niebezpiecznych. Poza ograniczeniami określonymi przez usługodawców launch , różne wyzwania techniczne dalsze zmniejszenie przydatności napędu CubeSat. Gimbaled oporowa nie może być stosowany w małych silników ze względu na złożoność mechanizmów gimbaling, zamiast ciąg wektorowany musi być osiągnięty poprzez wepchnięcie asymetrycznie w układach napędowych wielu dysz lub przez zmianę środka ciężkości w stosunku do geometrii CubeSat jest z ruchomych elementów. Małe silniki mogą również nie mieć pokój dla dławienia metod, które pozwalają na mniejsze niż w pełni nacisku, co jest ważne dla precyzyjnych manewrów, takich jak spotkanie . CubeSats które wymagają dłuższego życia korzystają również z układami napędowymi, kiedy wykorzystywane do orbity utrzymując system napędowy może spowolnić rozpad orbitalną .

pędniki zimnego gazu

Zimny gaz strumieniowy zazwyczaj przechowuje gaz obojętny , taki jak azot , w ciśnieniowego zbiornika i uwalnia gazu przez dyszę do produkowania ciągu. Operacja ta jest obsługiwana przez tylko jednego zaworu w większości systemów, co sprawia, zimny gaz najprostszy użyteczną technologię napędu. Zimne układy napędowe gazowe mogą być bardzo bezpieczne, ponieważ gazy stosowane nie muszą być lotne lub żrące , choć niektóre systemy zdecydować się m.in. niebezpiecznych gazów, takich jak dwutlenek siarki . Ta zdolność do wykorzystania gazów obojętnych jest bardzo korzystne CubeSats, ponieważ są one zwykle ograniczone z materiałów niebezpiecznych. Niestety, tylko niska wydajność można osiągnąć z nimi, zapobiegając wysokie manewry impulsowych nawet w niskich CubeSats masowych. Z powodu tej niskiej wydajności, ich wykorzystanie w CubeSats do napędu głównego jest ograniczona i projektanci systemów wybrać wyższe wydajności z niewielkimi wzrostem złożoności. Systemy zimny gaz częściej zobaczyć zastosowanie w kontroli postawy CubeSat.

napęd chemiczny

Napędowe chemicznych systemów wykorzystuje reakcję chemiczną w celu wytworzenia wysokiego ciśnienia, gaz o wysokiej temperaturze, który przyspiesza się z dyszy . Propelent chemiczna może być ciekły, stały albo hybrydowy obu. Ciekłe materiały miotające mogą być monopropellant przepuszcza się przez katalizator lub bipropellant który spala się utleniacz i paliwo . Korzyści z monopropellants są stosunkowo niskiej złożoności wyjście / high-sens, niskie zapotrzebowanie na moc i wysoka niezawodność. Silniki Monopropellant mają zwykle dużą siłę ciągu pozostając w stosunkowo prosty sposób, który zapewnia również wysoką niezawodność. Silniki te są praktyczne dla CubeSats ze względu na ich niskie zapotrzebowanie na energię, a ponieważ ich prostota pozwala im być bardzo mała. Małe hydrazyny napędzanych silnikami zostały opracowane, ale może wymagać zrzeczenia się latać z powodu ograniczeń dotyczących niebezpiecznych substancji chemicznych zawartych w CubeSat Specyfikacja produktu. Bezpieczniejsze miotające chemiczne, które nie wymagają zwolnienia niebezpiecznych chemicznych są opracowywane, takie jak AF-M315 ( azotanu hydroksyloaminy ), których silniki są lub zostały zaprojektowane. Określenie „elektrolizy wody Thruster” jest technicznie chemiczny układ napędowy, gdyż spala wodoru i tlenu, który generuje w orbitalnej elektrolizy wody .

napęd elektryczny

CubeSat napęd elektryczny zazwyczaj wykorzystuje energię elektryczną w celu przyspieszenia napędowy do dużej prędkości, co skutkuje wysokim konkretnego impulsu . Wiele z tych technologii może być na tyle mała, do stosowania w nanosatellites, a kilka metod są w trakcie opracowywania. Rodzaje napędu elektrycznego obecnie przeznaczonego do CubeSats obejmują silniki Halla , Silnik jonowy , sprzężone silniki plazmowe , strumieniem elektronów silniczków i resistojets . Kilka znaczących misje CubeSat zamiar używać napędu elektrycznego, takich jak NASA Lunar Icecube . Wysoka efektywność związana z napędem elektrycznym może umożliwić CubeSats do napędzania się do Marsa. Elektryczne układy napędowe są w niekorzystnej sytuacji w zakresie wykorzystania energii, co wymaga CubeSat mieć większych ogniw słonecznych bardziej skomplikowany rozkład mocy, a często większe baterie. Ponadto, wiele metod napędu elektrycznego może nadal wymagać zbiorniki ciśnieniowe do przechowywania pędny, który jest ograniczony przez CubeSat Specyfikacja produktu.

ESTCube-1 stosowany jest elektryczny żagle wiatru słonecznego , które jest niczym innym jak żagla słonecznego, pomimo swojej nazwy. Ta technologia stosowana jest pole elektryczne odchylić protony z wiatru słonecznego do wytwarzania ciągu. Jest ona podobna do elektrodynamicznego uwięzi że tylko jednostka musi dostarczać energię do działania.

żagiel Solar

Żagle słoneczne  (zwane również lekkie płynie lub żagle fotonów) mają postać napędu statków kosmicznych z wykorzystaniem  ciśnienia promieniowania  (zwany także ciśnienie ogniwa słonecznego) z gwiazd naciskać duże ultra cienkich lusterka wysokich prędkościach, nie wymagając propelent. Siła z łusek żagla słonecznego o powierzchni żagla, ten czyni żagle doskonale nadaje się do zastosowania w małych CubeSats jak ich wyników masowych w większym przyspieszeniem na obszarze danego żagla słonecznego. Jednak żagiel słoneczny nadal muszą być dość duże w porównaniu do satelity, co oznacza użytecznych żagiel słoneczny musi być wdrożony, dodając złożoność mechaniczną i potencjalne źródło awarii. Ten rodzaj napędu jest jedynym nie boryka się z ograniczeniami nałożonymi przez CubeSat Specyfikacja produktu, gdyż nie wymaga wysokich ciśnień, materiałów niebezpiecznych, lub znaczną energię chemiczną. Kilka CubeSats zatrudnili żagla słonecznego jako napęd główny i stabilności w przestrzeni kosmicznej, w tym 3U Nanosail-D2 rozpoczętego w 2010 roku, a LightSail-1 w maju 2015 r.

CubeSail testuje obecnie na orbicie do 260 metrów (850 stóp) -long, 20 m ² (220 sq ft) słoneczną wstęgę żagla rozszerzony między dwoma CubeSats, że poinformuje projekt dla znacznie większej koncepcji zwanej UltraSail heliogyro. LightSail-2 powodzeniem wdrożony w Falcon Heavy rakiety w 2019 roku, podczas gdy co najmniej jeden CubeSat że plan wprowadzić na Space Launch System jest pierwszym locie ( Artemis 1 ) w roku 2021 jest skonfigurowany do korzystania żagiel solarnej: w pobliżu Ziemi asteroidy Zwiadowca (Scout NEA).

Moc

CubeSats użyciu ogniw słonecznych do konwersji światła słonecznego na energię elektryczną, która jest następnie przechowywany w ładowalnych baterii litowo-jonowych , które dostarczają energii podczas zaćmienia, jak również w okresach szczytowego obciążenia. Satelity te mają ograniczoną powierzchnię na ścianach zewnętrznych ogniw słonecznych montaż i musi być skutecznie dzielona z pozostałymi częściami, takich jak anteny, czujniki optyczne, soczewki kamery, układów napędowych i port dostępu. Akumulatory litowo-jonowe mają wysokie energii do masy wskaźników, dzięki czemu dobrze nadają się do wykorzystania na skalę masową ograniczony kosmicznych. Ładowania i rozładowywania jest zwykle obsługiwana przez wyspecjalizowany system zasilania elektrycznego (EPS). Baterie czasami wyposażone grzejniki, aby zapobiec baterii z dotarciem niebezpiecznie niskich temperatur, które mogą spowodować awarię akumulatora i misji.

Tempo, w jakim rozpad baterii zależy od liczby cykli dla których są ładowane i rozładowywane, a także głębokość każdego wyładowania: im większa średnia głębokość rozładowania, tym szybciej rozkłada baterię. Na misjach Leo, można oczekiwać, aby być rzędu kilkuset liczba cykli rozładowania. Alternatywą dla baterii litowo-jonowych są ultrakondensatory: chociaż ich gęstość energii jest znacznie mniejsza niż w bateriach litowo-jonowych (rzędu 100 razy mniejszy), mogą wystąpić wyładowania rzędu setek tysięcy cykli. Tak więc, na misji dłuższy czas i który wymaga stosunkowo niski pobór mocy szczytowej, ultrakondensatory mogą być bardziej odpowiednie alternatywy dla akumulatorów litowo-jonowych.

Jeśli zdarzy się, że sonda jest uruchomiona na orbicie synchronicznej słońcem, ilość czasu zaćmienia będzie maleć, co pozwala mniej przerw ciągłego promieniowania słonecznego dla komórek fotowoltaicznych i zmniejszając wymagania pojemności akumulatora. LEO w słońcu synchronicznych orbitach, jednak statek nie zawsze doświadczenie światło słoneczne, a więc w zależności od pory roku, sonda może być konieczne, aby uzyskać wysokość znowu być w zasięgu wzroku na słońce. Ze względu na wielkość i waga ograniczeń, wspólne CubeSats latające w LEO z ciałem zamontowane panele słoneczne są generowane mniej niż 10 W. Misje z wyższych wymaganiach energetycznych mogą skorzystać z kontroli położenia w celu zapewnienia panele słoneczne pozostają w ich najskuteczniejszej orientacji ku słońcu i dalsze potrzeby energetyczne mogą być spełnione poprzez dodanie i orientacji zainstalowanych baterii słonecznych. Najnowsze innowacje zawierać dodatkowe sprężynowe tablice słonecznych, które wdrożyć jak najszybciej satelita zostanie zwolniony, a także tablice, które wyposażone są noże termiczne mechanizmy, które rozmieszczenia paneli kiedy nakazane. CubeSats nie może być zasilany między uruchomieniem i rozmieszczenia i musi dysponują Remove-przed-flight kołek, który odcina zasilanie, aby zapobiec operacji podczas załadunku do P-POD. Ponadto, przełącznik rozmieszczania uruchamiany, gdy jednostka jest ładowany do P-POD, odcinając zasilanie do sondy i jest wyłączany po wyjściu z P-POD.

Telekomunikacja

Niski koszt CubeSats umożliwił bezprecedensowy dostęp do miejsca dla mniejszych instytucji i organizacji, ale dla większości form CubeSat, zakres i moc dostępna jest ograniczona do około 2W dla anten komunikatach. Mogą one korzystać z systemów łączności radiowej w paśmie VHF , UHF , L , S- , C- i X-band . Dla transmisji VHF / UHF, pojedyncza postać śrubowej anteny lub czterech Monopole anteny są rozmieszczone mechanizmem sprężynowych.

Ze względu na upadki i niski zakres mocy, radiokomunikacyjnych są wyzwaniem. Wiele CubeSats używać wielokierunkowy monopole lub dipol anteny zbudowany z komercyjnego taśmy pomiarowej. Dla bardziej wymagających potrzeb, niektóre firmy oferują wysokiej zysk anteny dla CubeSats, ale ich systemy wdrażania i wskazując są znacznie bardziej skomplikowane. Na przykład, MIT i JPL rozwijają nadmuchiwany antena z użytecznym zakresie na Księżyc, ale wydaje się być słabo skuteczny. JPL udało się opracować X-band i Ka-band wysokim zysku anten dla Marco i radar w ciągu CubeSat ( RaInCube ) misji.

anteny

Tradycyjnie niskiej orbicie Ziemi Cubesats użycie anteny w celu komunikacji przy UHF i S-pasma. Zapuścić się dalej w Układzie Słonecznym, większych anten kompatybilne z Deep Space Network są wymagane (X-band i Ka-band). JPL inżynierowie „s opracowano kilka rozmieścić anteny o dużym zysku kompatybilne z 6U klasy CubeSats dla Marco i bliskiej Ziemi asteroidy Scout . JPL inżynierowie „s opracowali również 0,5M oczek reflektora anteny działających przy paśmie Ka i kompatybilny z DSN że fałdy w objętości 1.5U schowków. Dla Marco , JPL „s anteny inżynierowie zaprojektowali Składana panelu Reflectarray (FPR), aby zmieścić się na autobusie 6U CubeSat i podpór X-band Mars-Ziemia telekomunikacyjnej w 8kbit / s przy 1AU.

zarządzanie termiczne

Różne komponenty CubeSat posiadać różne zakresy temperatury, powyżej której dopuszczalne, mogą one stać się na stałe lub czasowo działać. Satelity na orbicie są ogrzewane przez radiacyjnego ciepła emitowanego przez Słońce bezpośrednio i odbite od Ziemi, a także ciepła wytwarzanego przez komponenty jednostki. CubeSats musi ostygnąć przez promieniujące ciepło albo w przestrzeni lub na powierzchni chłodnicy Ziemi, jeśli jest chłodniej niż kosmicznych. Wszystkie te radiacyjnych źródeł ciepła i umywalki są raczej stałe i bardzo przewidywalne, tak długo, jak orbita i zaćmienie czas na CubeSat są znane.

Składniki użyte w celu zapewnienia wymagań temperaturowych są spełnione, CubeSats obejmują izolację wielowarstwową i grzejniki dla akumulatora. Inne kontroli termicznej kosmicznych techniki w małych satelitów zawierać specyficzne rozmieszczenie części, na podstawie oczekiwanej mocy cieplnej tych składników oraz, rzadko rozmieszczonych urządzeń cieplnych, takich jak żaluzje . Analiza i symulacja modelu cieplnej statku kosmicznego jest ważnym czynnikiem decydującym o zastosowaniu elementów termicznych i technik zarządzania. CubeSats o szczególnych problemów termicznych, często związanych z niektórymi mechanizmów rozmieszczania i ładowność, mogą być badane w komorze próżniowej cieplnej przed uruchomieniem. Takie testowanie zapewnia większy stopień pewności niż pełnowymiarowych satelitów odbierania od CubeSats są wystarczająco małe, aby pasowały wewnątrz komory próżniowej cieplnej w całości. Czujniki temperatury są zwykle umieszczone na różnych składników CubeSat więc można podjąć działania w celu uniknięcia niebezpieczeństwa zakresów temperatur, takich jak zmiana jednostkę w celu uniknięcia lub wprowadzenie bezpośrednie promieniowanie cieplne w danej części, umożliwiając w ten sposób, że do chłodzenia lub ogrzewania.

koszty

CubeSat tworzy opłacalnych niezależne środki uzyskanie ładunku na orbitę. Po opóźnieniach z wyrzutniami tanich, takich jak między oczodołami Systems , ceny uruchamiania były o 100.000 $ za sztukę, ale nowsze operatorzy oferują niższe ceny.

Niektóre CubeSats mają skomplikowane komponenty lub instrumentów, takich jak LightSail-1 , który popycha ich koszt budowy w milionach, ale podstawowy 1U CubeSat może kosztować około $ 50,000 do skonstruowania tak CubeSats są realną opcją dla niektórych szkołach i na uniwersytetach; jak również małym firmom rozwijać CubeSats w celach komercyjnych.

Wybitne Wcześniejsze misje

Do przeszukiwania Nanosatellite listy baz danych prawie 2000 CubeSats że zostały uruchomione od roku 1998. Jednym z pierwszych startów CubeSat był na 30 czerwca 2003 roku od Plesetsk, Rosji, z Eurockot uruchomienia usługi jest Multiple Orbit misji . CubeSats wprowadzono do Orbita Heliosynchroniczna i zawiera duńskiego AAU CubeSat i DTUSat japońska XI-IV i słodkie-1, Canadian Can X-1 i USA Quakesat .

W dniu 13 lutego 2012 roku, trzy PPODs deployers zawierające siedem CubeSats zostały wprowadzone na orbitę wraz z Lares satelity pokładzie Vega rakiety wystrzelony z Gujany Francuskiej. W CubeSats uruchamiane były e-st @ r Kosmicznej (Politecnico di Torino, Włochy), Goliat (Uniwersytet Bukareszcie, Rumunia), masat-1 (Uniwersytet Technologii i Ekonomii w Budapeszcie, Węgry), PW-Sat (Politechnika Warszawska, Polska), Robusta (Uniwersytet w Montpellier 2, Francja), UniCubeSat-GG (Uniwersytet La Sapienza w Rzymie, Włochy), a XaTcobeo (Uniwersytet w Vigo i INTA, Hiszpania). W CubeSats zostały uruchomione w ramach „Vega Maiden Flight” okazja Europejskiej Agencji Kosmicznej.

W dniu 13 września 2012 roku, jedenaście CubeSats rozpoczęto od ośmiu P-POD, jako część „OutSat” wtórnym ładunkiem na pokładzie United Launch Alliance Atlas V rakiety. Była to największa liczba CubeSats (i największa objętość 24U) z powodzeniem wprowadzane na orbitę za pomocą pojedynczego uruchomienia, to było możliwe dzięki wykorzystaniu nowego systemu NPS CubeSat Launcher ( NPSCuL ) opracowanego w Naval Postgraduate School (NPS). Następujące CubeSats umieszczano na orbicie: SMDC JEDEN 2,2 (Baker) SMDC JEDEN 2.1 (zdolne) AeroCube 4,0 (x 3), Eneaszu CSSWE , CP5, CXBN, kino, i Re (Star).

Pięć CubeSats ( Raiko , Niwaka , My-Wish , TechEdSat , F-1 ) zostały umieszczone na orbicie z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w dniu 4 października 2012 roku, jako demonstracja technologii małych rozmieszczenia satelitarną z ISS. Zostały one uruchomione i dostarczone do ISS jako ładunkiem HTV-3 i astronautów ISS przygotował wdrażania mechanizmu dołączony do japoński Experiment Module ramienia robota „s.

Cztery CubeSats zostały rozmieszczone z Cygnus Mass Simulator , która rozpoczęła się 21 kwietnia 2013 roku podczas lotu z dziewiczego Orbital Sciences Antares rakiety . Trzy z nich są 1U PhoneSats zbudowany przez NASA Ames Research Center w celu wykazania używania smartfonów jako awioniki w CubeSats. Czwarty był satelitę 3U, zwany Dove-1, zbudowany przez Planet Labs .

W sumie trzydziestu trzech CubeSats zostały rozmieszczone z ISS w dniu 11 lutego 2014 roku z tych trzydziestu trzech, dwudziestu ośmiu były częścią Flock-1 konstelacji CubeSats Ziemia-obrazowych. Spośród pozostałych pięciu, dwa są od innych firm z siedzibą w USA, po dwa z Litwy, a jeden z Peru.

LightSail-1 jest prototypem 3U CubeSat napędzany przez żagla słonecznego . Został on uruchomiony w dniu 20 maja 2015 roku na Florydzie. Jego cztery żagle są wykonane z bardzo cienkich Mylar i mają powierzchnię 32 m ² . Ten test pozwoli na pełną realizację transakcji systemów satelity z góry głównego 2016 misji.

W dniu 5 października 2015 r AAUSAT5 (Aalborg University, Dania), został wdrożony z ISS. uruchomiony w ramach „latać Satellite!” program Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Miniaturowy rentgenowski spektrometr CubeSat Solar jest 3U uruchomiona do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w dniu 6 grudnia 2015 roku, z którego został on wdrożony w dniu 16 maja 2016. Jest to pierwsza misja rozpoczęła się w NASA Misja Nauka Dyrekcja CubeSat Integracji Panelu, który koncentruje robić naukę z CubeSats. Począwszy od 12 lipca 2016 roku, kryteria sukcesu minimum misji (miesiąc obserwacji naukowych) został spełniony, ale sonda nadal wykonywać nominalnie i obserwacje kontynuowane.

Trzy CubeSats rozpoczęto w dniu 25 kwietnia 2016 roku wraz z Sentinel-1B na rakietowego VS14 Sojuz wystrzelony z Kourou w Gujanie Francuskiej. Satelity były: AAUSAT4 (Aalborg University, Dania), e-st @ r-II (Politecnico di Torino, Włochy) i OUFTI-1 (Université de Liège, Belgia). W CubeSats zostały uruchomione w ramach programu „Fly Satellite!” program Europejskiej Agencji Kosmicznej.

W dniu 15 lutego 2017 Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych ( ISRO ) zestaw rekord z uruchomieniem 104 satelitów na jednej rakiety. Wprowadzenie PSLV-C37 w jednym bloku danych, włączając w to szereg CARTOSAT-2 i 103 satelitów CO pasażerskich wraz odważa się 650 kg (1433 funtów). Spośród 104 satelitów, ale wszystkie trzy były CubeSats. Spośród 101 satelitów nano, 96 były ze Stanów Zjednoczonych i po jednym z Izraela, Kazachstanu, Holandii, Szwajcarii i Zjednoczonych Emiratów Arabskich.

2018 InSight misja: Marco CubeSats

Maja 2018 Uruchomienie InSight lądownika Mars stacjonarny obejmował dwa CubeSats która dotarła do Marsa w celu zapewnienia dodatkowych komunikację przekaźnikowych z InSight na Ziemię podczas wjazdu i lądowania. Jest to pierwszy lot CubeSats w przestrzeni kosmicznej. Technologia CubeSat zadaniem jest nazywany Mars kostki jeden (Março), każdy z nich jest CubeSat sześciu urządzenie 14,4 cali (36,6 centymetrów) od 9,5 cala (24,3 centymetrów) od 4,6 cala (11,8 centymetra). Marco jest eksperymentem, ale nie jest to konieczne dla InSight misji, aby dodać komunikację przekaźnikowe do misji kosmicznych w czasie trwania ważnych, w tym przypadku od czasu InSight wpisu atmosferycznego do jego lądowania.

Marco uruchomiony w maju 2018 roku z InSight lądownika, rozdzielone po uruchomieniu, a następnie udał się w swoich trajektorii Marsa. Po rozdzieleniu obu Março kosmicznych rozmieszczone dwie anteny radiowej i dwa panele słoneczne. High-gain, X-band antena jest płaski panel na bezpośrednie działanie fal radiowych. Marco żeglował na Marsa niezależnie od InSight lądownika, podejmowania własnych korekt kursu w locie.

Podczas InSight „s wejścia, zejścia i lądowania (EDL) w listopadzie 2018 roku lądownik transmitowane telemetrii w UHF pasmo radiowe do NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) latające nad głową. MRO przekazywane informacje EDL na Ziemię za pomocą częstotliwości radiowych w paśmie X , ale nie może jednocześnie odbierać informacje w jednym zespole, jeśli nadawania na inny. Potwierdzeniem udanego lądowania mogą być odbierane na Ziemi po kilka godzin, więc Marco była demonstracja technologii czasu rzeczywistego telemetrii podczas lądowania.

programy US

CubeSat Wprowadzenie Inicjatywa

NASA CubeSat Wprowadzenie Inicjatywa, utworzony w 2010 roku, zapewnia CubeSat możliwości uruchamiania do instytucji edukacyjnych, organizacji non-profit i Centra NASA. Od momentu powstania Wprowadzenie Inicjatywa CubeSat uruchomiła 46 CubeSats oblatany 12 Elana misji z 28 unikalnych organizacji i wybrała 119 misji CubeSat od 66 unikalnych organizacji. Edukacyjne Wprowadzenie Nanosatellites (Elana) Misje obejmowały: BisonSat pierwszy CubeSat zbudowany przez plemiennego college'u TJ3Sat pierwszy CubeSat zbudowany przez liceum i STMSat-1 pierwszego CubeSat zbudowany przez szkoły podstawowej. NASA publikuje zapowiedź możliwości w sierpniu każdego roku z wyborów dokonanych następnego lutego.

Artemis 1

NASA rozpoczęła Cube Quest Challenge w 2015 roku, konkurs do wspierania innowacji w zakresie wykorzystania CubeSats poza niską orbitę Ziemi. Cube Quest Wyzwanie oferuje łącznie milion $ 5 do zespołów, które spełniają cele wyzwanie projektowania, budowania i realizacji lotu kwalifikacjach, małych satelitów zdolnych do zaawansowanych operacji w pobliżu i poza Księżyca. Zespoły rywalizują o różnych nagród w księżycowej orbicie lub przestrzeni kosmicznej. 13 CubeSats z różnych zespołów planuje zostać uruchomiony do cislunar przestrzeni między 2020-2021 jako wtórne ładunków na pokładzie Artemis 1 .

Artemis 2

programy europejskie

„Latać Satellite!” jest powtarzające CubeSats Program Biura Edukacji Europejskiej Agencji Kosmicznej . Studenci mają możliwość rozwijania i realizowania ich misji CubeSat przy wsparciu specjalistów ESA. Uczestniczące zespoły studenckie mogą doświadczyć pełny cykl od projektowania, budowania i testowania, aby w końcu, możliwość uruchomienia i prowadzenia ich CubeSat.

projekty międzynarodowe

QB50

QB50 jest proponowana międzynarodowa sieć 50 CubeSats Multi-point in-situ pomiary w dolnej termosferze (90-350 km) i badań ponownego wjazdu. QB50 jest inicjatywą Von Karman Instytutu i jest finansowany przez Komisję Europejską w ramach 7. Programu Ramowego (7PR). Podwójnej jednostki (2U) CubeSats (10 x 10 x 20 cm) są rozwijane z jednej jednostki ( „funkcjonalną” jednostka) dostarczenie zwykłe funkcje satelitarne i inne urządzenie ( „Science” jednostka) mieszczącym zestaw standardowych czujników na dolnej termosferze i badań ponownego wjazdu. 35 CubeSats przewidziane są dostarczane przez uniwersytety z 22 krajów z całego świata, wśród nich 4 są z USA, 4 z Chin, 4 z Francji, 3 z Australii i 3 z Korei Południowej. Dziesięć 2U lub 3U CubeSats przewidziano służyć do demonstracji na orbicie technologii nowych technologii kosmicznych.

Request for Proposals (RFP) do QB50 CubeSat został wydany w dniu 15 lutego 2012. Dwa „prekursor” QB50 satelity zostały uruchomione na pokładzie rakiety Dniepr w dniu 19 czerwca 2014. Wszystkie 50 CubeSats miały być uruchomiona razem na jednej Cyclone -4 pojazd uruchomienie w lutym 2016 roku, ale ze względu na niedostępność rakiety, satelity 40 są teraz planował zostać uruchomiony na pokładzie Cygnus CRS OA-7 w kwietniu 2017 roku, a następnie wdrażane od ISS . Kilkanaście innych CubeSats zostały przejawia się na PSLV-XL misji C38 w maju 2017 r.

Uruchomienie i wdrożenie

W przeciwieństwie do pełnowymiarowego statku kosmicznego, CubeSats mają możliwość być dostarczone do miejsca jako ładunek, a następnie wdrożony przez Międzynarodową Stację Kosmiczną. Stanowi to alternatywna metoda uzyskania orbitę oprócz uruchomienia i wdrożenia przez rakiety . NanoRacks i Made in Przestrzeni opracowują sposoby konstruowania CubeSats na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Obecne systemy nośne

CubeSat Wprowadzenie Inicjatywa NASA uruchomiła ponad 46 CubeSats na swoich misjach Elana w ciągu kilku lat poprzedzających rok 2016, a od tego czasu 57 przejawiały się do lotu w ciągu najbliższych kilku lat. Nie ważne jak tani lub wszechstronny CubeSats może być, muszą gładko przejażdżki jak wtórnych ładunków na dużych rakiet wodowania znacznie większy statek kosmiczny w cenach począwszy od około $ 100000 przy 2015. Od CubeSats są wdrażane przez P-strąków i podobnych systemów wdrażania, mogą być zintegrowany i uruchomiony w praktycznie każdej rakiety. Jednak niektórzy usługodawcy launch odmówić CubeSats nośnych, czy na wszystkich startów lub tylko w określonych uruchamia dwa przykłady poczynając od roku 2015 były ILS i Sea Launch .

SpaceX i Japonia Manned Space Systems Corporation (JAMSS) to dwie ostatnie firmy, które oferują usługi komercyjne uruchamiania dla CubeSats jak wtórnego ładowności, ale zaległości uruchomienie nadal istnieje. Dodatkowo, Indii ISRO został komercyjnie uruchomienie zagranicznych CubeSats od 2009 roku jako ładunków wtórnych. W dniu 15 lutego 2017 r ISRO ustanowił rekord świata poprzez uruchomienie 103 CubeSats na pokładzie jego Polar Satellite Launch Vehicle dla różnych firm zagranicznych ISC Kosmotras i Eurockot oferują również usługi startowe dla CubeSats.

Rakieta Lab specjalizuje się we wprowadzaniu CubeSats na jego elektronowego (rakiet) z Nowej Zelandii.

Proponowane systemy nośne i przyszłość

W dniu 5 maja 2015 roku NASA ogłosiła program oparty na Kennedy Space Center poświęconej opracować nową klasę rakiet przeznaczonych specjalnie do uruchomienia bardzo małe Satelity NASA Venture Klasa uruchomienia usługi (VCLS), który będzie oferował masę ładunku 30 kg do 60 kg na każdą uruchamiającym. Pięć miesięcy później, w październiku 2015 roku, NASA przyznano w sumie $ 17,1 miliona do trzech oddzielnych firm nośnych startowy dla jednego lotu każdego: $ 6,9 mln Lab Rocket ( Electron rakietowego ); $ 5,5 miliona do Firefly Kosmicznych Systems ( Alpha rakietowych ); i $ 4,7 miliona do Virgin Galactic ( LauncherOne rakieta ). Dane użyteczne dla trzech lotów w ramach kontraktu VCLS nie zostały jeszcze przypisane. Inne małe systemy wystrzeliwaniu satelitów są w fazie rozwoju, która prowadziła CubeSats obok małej ładowności, w tym Neptune serii rakiet przez oczodołami Systems , Garvey wehikułu „s NanoSat rakiety , a SPARK rakiety. Oprócz konwencjonalnych rakiet nośnych jak i pomocników KSF przestrzeni, kilka launch powietrze do orbity pojazdów są w pracach szwajcarskich Kosmicznych Systems , Generation Orbit uruchamianie usług i Boeing (w postaci ich Mały rakiety ).

W grudniu 2015 roku, tylko jeden pojazd, który podkreśla uruchomienie małych ładunków CubeSat podjął próbę pomysłodawcy, SPARK , rozpadł się wkrótce po starcie w dniu 4 listopada 2015 roku rakieta niosła 12 CubeSats różnych rozmiarach wraz z jego 55 kilogram podstawowego ładunku.

Wiele z wyżej wymienionych cech lub właściwości CubeSats takich jak struktury, napędu, tworzywo, informatyki i telekomunikacji, władzy i wszelkie dodatkowe dokumenty lub specyficzne urządzenia pomiarowe stanowią wyzwania dla ekspansji wykorzystania technologii CubeSat poza orbitę Ziemi. Wyzwania te w coraz większym stopniu pod uwagę organizacji międzynarodowych w ciągu ostatniej dekady, na przykład, zaproponowany w 2012 roku przez NASA i Jet Propulsion Lab, sonda INSPIRE jest wstępna próba statku kosmicznego mającego na celu udowodnienia zdolności operacyjnych głębokich CubeSats kosmicznych. Oczekuje się, że data rozpoczęcia działalności miał być rok 2014, ale musi jeszcze zrobić i data jest obecnie wymienione przez NASA jako TBD.

Rozlokowanie

P-POD (poli-PicoSatellite orbitalna deployers) zostały zaprojektowane CubeSats zapewnić wspólne platformy ładunków wtórnych . P-POD są montowane na pojeździe uruchomić i przeprowadzić CubeSats na orbitę i rozmieścić je po otrzymaniu właściwego sygnału od rakiety. P-POD Mk III ma zdolność do trzech 1U CubeSats lub inne 0.5U, 1U, 1.5U, 2U lub 3U CubeSats kombinacji, do objętości maksymalnie 3U. Istnieją inne deployers CubeSat, z NanoRacks CubeSat Deployer (NRCSD) na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest najbardziej popularna metoda rozmieszczania CubeSat począwszy od roku 2014. Niektóre deployers CubeSat są tworzone przez firmy, takie jak ISIPOD (innowacyjne rozwiązania w przestrzeni BV) lub SPL (Astro und Feinwerktechnik Adlershof GmbH), a niektóre z nich zostały stworzone przez rządy lub innych instytucji non-profit, takich jak X-POD ( University of Toronto ), T-POD ( University of Tokyo ) lub J-SSOD ( JAXA ) na Międzynarodowej stacji Kosmicznej. Podczas gdy P-POD jest ograniczony do uruchomienia 3U CubeSat co najwyżej NRCSD może uruchomić 6U (10 x 10 x 68,1 cm) CubeSat i ISIPOD można zainicjować inną formę 6U CubeSat (10 x 22,63 x 34,05 cm).

Chociaż prawie wszystkie CubeSats są wdrażane od rakiety lub Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, niektóre są wdrażane przez pierwotnych samych ładunków. Na przykład, fastsat wdrożył Nanosail-D2 , w 3U CubeSat. Dokonano tego dzięki tej Cygnus Mass Simulator jako podstawowy ładunek uruchomiony dziewiczego lotu z Antares rakiety, przenoszenia i później wdrażania czterech CubeSats. Do zastosowań CubeSat poza orbitę Ziemi, metoda rozmieszczania satelitów z podstawowego ładunku zostanie również przyjęty. Jedenaście CubeSats planowane jest uruchomienie na Artemidy 1 , co byłoby umieścić je w pobliżu Księżyca . InSight , A Mars Lander , także przyniósł CubeSats poza orbitę Ziemi, aby wykorzystać je jako satelitów komunikacyjnych przekaźnikowe . Znany jako Marco A i B, są pierwszymi CubeSats wysyłane poza układu Ziemia-Księżyc .

Chasqui ja zobaczyłem unikalny proces wdrażania, kiedy to został wdrożony przez strony podczas spacewalk na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w 2014 roku.

Zobacz też

• AMSAT
• Kanadyjski Program eksperyment zaawansowane Nanospace
• CubeRover podobna koncepcja stosowana do małych łazików
• CubeSat Przestrzeń Protocol
• Izraelska Nano Stowarzyszenie satelitarna
• Lista CubeSats
• Lunar IceCube
• Nanosatellite Uruchomienie systemu
• OSCAR
• PocketQube podobny ale mniejszy Format 5x5x5 cm pomiarowy
• rakieta Lab

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Oficjalna strona internetowa
• CubeSat Database i Nanosatellites - listy ponad 2000 CubeSats które zostały zaplanowane i mają być uruchomione od 1998 roku
• Yeh, Jack; Revay David; Delahunt, Jackson. "CubeSats projekty" . Nauki, technologii, inżynierii i matematyki ( STEM ) sieć . „GitHub” dla nauki
• CubeSat zasobów programistycznych i danymi regulacyjnymi
• Murphey, 1 Stephen (2012). „jakie są cubesats” .
• LibreCube Open source -platform dla rozwijających CubeSats
• Open Source CubeSat Workshop