Tiny Cubesats са настроени да изследват дълбоко

Мисия на лунен фенер

Лунното фенерче на НАСА cubesat, чието планиране ще бъде пуснато през 2018 г., ще осветява отразената слънчева светлина в постоянно засенчени лунни кратери, за да търси воден лед. (Изображение кредит: Виртуален институт за изследване на слънчевата система)



Малки космически сонди са готови да направят гигантски скок далеч от съседството на Земята.



Малки и икономични „кубици“ вече гледат нашата планета от орбита. Но такива плавателни съдове са на път да започнат да се изтласкват в дълбокия космос, като помагат на изследователите да изучават и изследват Луната, астероидите и други отдалечени тела.

Cubesats са вълнуващ нов инструмент, който „ще позволи да се направят някои нови видове измервания и в някои случаи да се извършат цели нови мисии“, каза Робърт Стейл от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА (JPL) в Пасадена, Калифорния, който ръководи проучване от 2013 г., изследващо осъществимостта и потенциала на междупланетни кубици. [Cubesats: Обяснен малък, универсален космически кораб (инфографика)]

Малък, евтин и ефективен



Основният градивен елемент на кубчета е куб с размери 4 инча (10 сантиметра) от всяка страна. Сателитите, които се състоят само от един -единствен такъв блок, са известни като 1U (съкращение от „една единица“) кубици; тези, които комбинират две или три от тях, са съответно 2U и 3U.

Всички тези космически кораби са малки; дори 3U кубчета не са по -големи от един хляб. Но благодарение на напредъка в електрониката, който задвижва индустрията на компютрите и мобилните телефони, кубиците могат да бъдат доста способни машини с изключително ниска цена в сравнение с традиционните космически кораби.

Изследователският център на НАСА Еймс например ръководи проект, наречен PhoneSat който използва готови смартфони като системи за управление на 1U кубици.



Първите три PhoneSat-кръстени Александър, Греъм и Бел след телефонния пионер-стартираха на нискоземна орбита през април 2013 г. Всеки сателит струваше около 3 500 долара за изграждане, казаха представители на НАСА. Друг PhoneSat, известен като версия 2.4, беше взривен през ноември 2013 г., а PhoneSat 2.5 стартира през април 2014 г.

Докато PhoneSat е демонстрационна програма, която има за цел да покаже, че функционалните космически кораби могат да бъдат базирани на потребителска електроника, редица други кубици вече изучават Земята и предават данни за търговска употреба.

Сред тях са кучетата 'Doves', 3U, изградени от стартиращата в Сан Франциско стартираща компания Planet Labs (която включва няколко основни играчи на PhoneSat сред своите основатели). Гълъбите улавят изображения с разделителна способност от 10 до 16,5 фута (3 до 5 метра) от земната орбита, казват представители на Planet Labs.



Компанията стартира първите си две гълъби през април 2013 г. и оттогава е издигнала още 71, с заявената цел да направи информацията за нашата планета много по -достъпна за различни клиенти. (Допълнителни 26 гълъба бяха загубени през октомври 2014 г., когато ракетата Antares на Orbital Sciences избухна само секунди след излитането.) [ Галерия: Сондите за дълбоко космос на Слънчевата система ]

Художник

Концепцията на художника за кубчетата на НАСА за изследване на астероиди около Земята, изучаващи космическа скала далеч от Земята.(Кредит на изображението: НАСА)

Изследване на дълбокото пространство

Така че кубиците вече присъстват в орбитата на Земята и техният брой и влияние там със сигурност ще нараснат. Но изследователите също работят, за да изпратят малкия космически кораб много по -далеч в близко бъдеще.

Един проект, който ще помогне да се проправи път, е мисията на Interplanetary NanoSpacecraft Pathfinder In Relevant Environment (INSPIRE), която ще изстреля два идентични кубика от 3U по траектория за бягство от Земята. Плановете призовават космическият кораб да измине около 930 000 мили (1,5 милиона километра) от Земята по време на тримесечната мисия.

Всеки от кубиците INSPIRE носи магнитометър и образ, а членовете на екипа на мисията искат космическият кораб да характеризира фината структура на Слънчев вятър . Но INSPIRE е преди всичко технологична демонстрация, която има за цел да покаже, че кубиците могат да вършат продуктивна работа далеч от дома.

„Целите на INSPIRE са много прости: оцелявайте, общувайте и навигирайте“, каза главният изследовател на мисията Андрю Клеш от JPL. 'Ако погледнете технологиите, от които се нуждаете, за да изследвате дълбокия космос, това са първо тези три неща, преди всичко друго.'

И двата космически кораба INSPIRE са построени и в момента се намират на склад, очаквайки присвояване на ракета, каза Клеш. (Кубиците ще летят като вторичен полезен товар.) Мисията струва общо 5,5 милиона долара, добави той-изключително евтини в сравнение с традиционните усилия в дълбокия космос, но повече от типичните проекти, ръководени от университети, които проектират кубици за използване в орбита на Земята.

„Проверяваме нов режим и имахме много нови технологии, които трябваше да разработим, за да можем да стигнем дотук“, каза Клеш.

Астероиди, Марс и Луната

Дуото INSPIRE вероятно ще бъде първият кубик, който ще излезе извън орбитата на Земята, но няколко други плавателни съда трябва да са близо до тях.

Например, два кубета 6U могат да стартират с мисията на NASA Mars InSight за кацане през март 2016 г., за да помогнат за предаването на комуникациите обратно на Земята по време на фазата на влизане, спускане и кацане на сондата, която ще се проведе през септември същата година.

И най -малко три кубични кубчета 6U са планирани да стартират при първия полет на мегаракетата на НАСА за космически изстрелвания (SLS), която ще изпрати капсулата на Арион на агенцията на безпилотно пътуване около Луната през 2018 г. (Има място за 11 кубика 6 6U на полета, но досега са се проявили само три.)

Тези три космически кораба-Лунно фенерче, Близоземен астероид (NEA) Скаут и BioSentinel-ще изследват дълбокия космос.

Художник

Художествена илюстрация на кубиса на Biosentinel на НАСА в дълбокия космос.(Кредит на изображението: НАСА)

BioSentinel ще обикаля слънцето и ще измерва ефектите на радиацията върху ДНК на бордови клетки от дрожди. Междувременно NEA Scout ще използва 860 квадратни фута (80 квадратни метра) слънчево платно за да плавате и да изучавате околоземелен астероид. Членовете на екипа твърдят, че мисията от 20 милиона долара, продължила 2,5 години, има за цел да демонстрира евтин метод за разузнаване на космически скали.

Лунният фенер ще използва идентично слънчево платно, за да си проправи път към лунната орбита. (Всъщност, слънчевото плаване се разглежда като обещаващ начин кубиците, които нямат много място за задвижване, да пътуват на дълги разстояния. Наносайл-D кубесатът на НАСА разположи един в орбита на Земята през януари 2011 г.) Тогава той ще използва това платно като огледало, блестяща отразена слънчева светлина надолу в постоянно засенчени кратери, за да търсят вода, до която бъдещите изследователи на луната могат да получат достъп.

- Ако искате да изпратите хора до Луната , а ако искате да живеете извън земята, ще трябва да разберете как да получите вода, която вече е там “, заяви главният изследовател на Lunar Flashlight Барбара Коен от Центъра за космически полети на НАСА в Хънтсвил, Алабама, миналия месец по време на презентация пред работната група на Future In-Space Operations (FISO) на космическата агенция.

Какво могат да направят междупланетните кубици?

Без значение колко бързо ще премине миниатюризацията на електрониката, кубиците никога няма да могат да съберат толкова възможности на борда, колкото големи сонди като орбиталния апарат на Касини на НАСА или космическият кораб на агенцията New Horizons, който ще лети с Плутон през юли. Така че Staehle, Klesh и Cohen не виждат кубици, заместващи традиционните междупланетни космически кораби.

„Мисля, че приносът ще бъде основно и първоначално увеличаване на способностите, които имаме днес“, каза Staehle пред demokratija.eu. -Това не прилича на автомобили, изместващи конски файтони. Това е по -скоро подобрение в автомобилите. “

Той предвижда кубесатите да бъдат пренасяни до далечни места от големи родителски космически кораби, след което да бъдат разгръщани, за да изпълняват различни рискови мини мисии-например, да се сринат в планета или луна като ударител или да летят през гейзерите на воден лед, който изригва от южния полюс на сатурновата луна Енцелад.

Клеш също мисли, че кубесатите ще свършат някаква опасна работа на отдалечени места.

Вижда ги да отиват „навсякъде, където бихте искали да рискувате. Така че наистина се представяте в дух на изследване - все още не познавате околната среда, но все пак искате да видите какво има там. “

Флот кубсатове също може да прави измервания едновременно на множество места, каза Staehle.

„За космическата физика това ви позволява да сортирате времето от пространствената променливост в магнитните полета, плазмата и всички различни измервания, които вървят заедно с това, което е просто невъзможно да се направи от една единствена платформа“, каза той.

Разбира се, предстои да видим какво точно могат да правят кубесатите в дълбокия космос. Това е голяма причина, че INSPIRE, NEA Scout, BioSentinel, Lunar Flashlight и други се качват на земята.

Мисленията за междупланетни кубеси са „струва си да се опитат“, каза Коен по време на презентацията на FISO. „Ако се справят, те наистина биха могли да ни дадат нови възможности, евтини възможности. Ако не го направят, ще научим повече за това как можем да ги използваме. “

Следвайте Майк Уол в Twitter @michaeldwall и Google+ . Последвай ни @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Първоначално публикувано на demokratija.eu .