Man tager ikke to kuber og gnider dem sammen for at fremstille statisk elektricitet. Snarere sender du dem på en kort rumrejse til lavjordskredsløb (LEO) og placerer dem fra hinanden en vis afstand og voilà, du har et teleskop. Det er planen for NASAs Goddard Space Flight Center-ingeniører og også hvad der er blevet forestillet af flere andre.
Cubesats er et af de store dille i den nye rumindustri. Men næsten alle, der er flyvet til dags dato, er enkle rorfrie terninger, der tager fotos, når de er orienteret korrekt. GSFC-ingeniørerne planlægger at give to terninger betydelig kontrol over deres positioner i forhold til hinanden og til universet, der omgiver dem. Når den ene holder et teleskop og den anden en disk for at udslette den lyse sol, vil deres cubesat-teleskop gøre, hvad ikke engang Hubble-rumteleskopet er i stand til og for langt mindre penge.
1U, 3U, 9U - disse er alle cubesats i forskellige størrelser. De har alle fælles enhedsstørrelsen på 1. En 1U kuber er 10 x 10 x 10 centimeter i terning. En terning af denne størrelse rummer en liter vand (ca. en kvart), hvilket er en kilogram efter vægt. Eller udskift det vand med hydrazin, og du har meget tæt på 1 kilo mono-fremdrivende raketbrændstof, som kan tage et sted i cubestat.
GSFC-rumfartsingeniører, ledet af Neerav Shah, ønsker ikke at gå langt, de vil bare se på ting langt væk ved hjælp af to kuber. Deres design vil bruge det ene som et teleskop - nogle optik og en god detektor - og det andet cubesat vil skille sig ud omkring 20 meter, som de planlægger, og fungerer som en bestemmelse. Coronagraph cubesat fungerer som en solmaske, en okkult disk, der blokerer for de lyse stråler fra solens overflade, så cubesat-teleskopet kan se med høj opløsning på corona og solens kant. For disse ingeniører er udfordringen at holde de to cubesats nøjagtigt på linje og pege på deres mål.
Kun dedikerede solobserverende rumteleskoper som SDO, STEREO og SOHO er i stand til at blokere Solen, men deres afsnit er begrænset. At adskille koronafdelingen længere fra optikken forbedrer markant, hvor tæt man kan se på kanten af et lyst objekt. Med corongraph-masken tættere på optikken vil mere skarpt lys stadig komme til optikken og detektorerne og oversvømme det, du virkelig ønsker at se. Teknologien, som Shah og hans kolleger udvikler, kan være en stifinder for fremtidige rumteleskoper, der søger efter fjerne planeter omkring andre stjerner - også ved hjælp af et stykke for at afsløre de ellers skjulte planeter.
Ingeniørerne har modtaget en investering på 8,6 millioner dollars fra Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) og arbejder i samarbejde med Maryland-baserede Emergent Space Technologies.
Udfordringen for GSFC-ingeniører er at give to små cubesats vejledning, navigation og kontrol (GN&C) så godt som ethvert standard rumfartøj, der er fløjet. De planlægger at anvende off-the-shelf-teknologi, og der er mange små og endda store virksomheder, der udvikler og sælger cubesat-dele.
Dette er en sorteringsperiode for cubesat-sektoren, hvis du vil, for den nye rumindustri. GSFC-ingeniører, der er ledet af Shah, sorterer gennem komponenterne, der kommer fra hylden, og vælger de bedste i klassen. De dele, de har brug for, er ting som bittesmå solsensorer og stjernesensorer, laserstråler og bittesmå detektorer af disse bjælker, accelerometre, små gyroskoper eller momentumhjul og også små fremdrivningssystemer. Cubesat-industrien er temmelig tæt på at have alle disse klar som standardudgave. Spørgsmålet er så, hvad gør du med bittesmå satellitter i kredsløb med lav jord (LEO). Teleskoper til jordobservation er allerede i gang, og måler til astronomi er næste. Der er også planer om at vove sig ud i det interplanetære rum med små og dygtige cubesat-pladsprober.
Hvorvidt man kan opretholde en fortjeneste for et firma, der er bygget på cubesats, forbliver et stort spørgsmål. Lige nu tjener de, der bygger cubesats til kundespecifikationer, og de, der tjener de små pluk og skovle til cubesats, fortjener. Den lille industri er muligvis overbygget, hvilket i økonomisk stand muligvis kun er naturlig. Mange små startups mislykkes. For forskere ved universiteter og forskningsorganisationer som NASA har cubesats imidlertid opholdskraft, fordi de reducerer omkostningerne ved deres lave masse og størrelse, og de lave omkostninger for komponenterne, der får dem til at fungere. GSFC-indsatsen vil bestemme, hvor hurtigt cubesats begynder at udføre rigtigt arbejde inden for astronomi. At kontrollere holdning og tilføje fremdrift er den næste store ting i udviklingen af cubesat.
Referencer:
