קוביות: חוקרי חלל מיניאטוריים

CubeSats הם לוויינים זעירים הבנויים למטרות ספציפיות כמו הדמיית חלל או בדיקות טכנולוגיות. ננו-אטליטים אלה קטנים בהרבה מלווייני מזג אוויר ותקשורת קונבנציונליים וקל יחסית לבנייה ולהשקה באמצעות רכיבי מדף. קלות הבנייה והעלות הזולה שלהם מאפשרים גישה קלה וזולה לחלל לסטודנטים, חברות קטנות ומוסדות אחרים.

נאס"א פיתחה את CubeSats כחלק מתוכנית לשימוש בננו-אטליטות לפרויקטים מחקריים קטנים שיכולים להיות מתוכנן ונבנה על ידי סטודנטים, סגל וארגונים קטנים שלא בדרך כלל מסוגלים לרכוש השקה זמן. הם משמשים בעיקר על ידי אוניברסיטאות ומכוני מחקר קטנים יותר. CubeSats הם קטנים וקלים להפעלה. הם בנויים כך שיתאימו לממדים סטנדרטיים לצורך שילוב קל ברכב השיגור. הקטן ביותר הוא 10 x 10 על 11 סנטימטרים (המכונה 1U) וניתן להגדיל אותו לגודל 6U. CubeSats בדרך כלל שוקלים פחות משלושה פאונד (1.33 קילוגרם) ליחידה. הגדולים שבהם, לווייני 6U, הם בסביבות 26.5 פאונד (12 עד 14 קילוגרמים). המסה של כל CubeSat תלויה במכשירים שהיא מחזיקה ובשיטת ההשקה הדרושה.

CubeSats צפויים לתמרן בעצמם במהלך המשימות שלהם ולשאת מכשירים ומחשבים מיניאטוריים משלהם. הם מעבירים את הנתונים שלהם חזרה לכדור הארץ, שיאספו אותם על ידי נאס"א ותחנות קרקע אחרות. הם משתמשים בתאים סולאריים לכוח, עם אחסון סוללות מקוון.

עלות CubeSats קטנה יחסית, כאשר עלויות הבנייה מתחילות בסביבות 40,000- 50,000 $. עלויות ההשקה צונחות מתחת ל 100,000 $ לשבת, במיוחד כאשר ניתן לשלוח מספר מהן לחלל בפלטפורמת שיגור יחידה. בשנים האחרונות כמה מההשקות העלו עשרות CubeSats לחלל בו זמנית.

בדצמבר 2013, התלמידים בבית הספר התיכון למדע וטכנולוגיה תומאס ג'פרסון באלכסנדריה, וירג'יניה, בנו את הלוויין הקטן הראשון מסוגו באמצעות חלקים של סמארטפון. הלוויין הקטן שלהם, שנקרא "PhoneSat, "הגה לראשונה על ידי נאס"א כדרך לבחון ננו-אטליטות המצוידות בטכנולוגיית הסמארטפון.

מאז אותה תקופה טסו רבים אחרים של CubeSats. רבים תוכננו ונבנו על ידי סטודנטים במכללות ומוסדות קטנים המעוניינים לקבל גישה למרחב לפעילויות חינוכיות ומדעיות. הם היו דרך מצוינת עבור הסטודנטים ללמוד לבנות ולנהל פרויקטים מדעיים, ולאוניברסיטאות ואחרים להשתתף בניסויים בחלל עם חוקרים בקנה מידה קטן.

בכל המקרים, קבוצות הפיתוח עובדות עם נאס"א כדי לתכנן את משימותיהן, ואז מגישות בקשה לזמן השיגור, ממש כמו כל לקוח אחר. בכל שנה מכריזה נאס"א על ​​הזדמנויות CubeSat למגוון פרויקטים טכניים ומדעיים. מאז 2003 הושקו מאות לווייני-מיני-לווינים אלה, המספקים נתונים מדעיים לכל דבר, החל מרדיו חובב וטלקומוניקציה ועד מדעי כדור הארץ, מדעי הפלנטה, מדע אטמוספרי ושינוי אקלים, ביולוגיה ובדיקת טכנולוגיה. פרויקטים רבים נוספים של CubeSat נמצאים בפיתוח, המכסים חקירות בסיור, ביולוגיה, המשך מחקרים אטמוספריים ובדיקת חומרים לשימוש בחלליות עתידיות.

CubeSats הושקו על ידי ה- סוכנות החלל הרוסיתסוכנות החלל האירופית, הארגון לחקר החלל ההודי (ISRO) ונאס"א, בין היתר. הם גם נפרסו מ תחנת החלל הבינלאומית. יחד עם הדגמות והדגמות טכנולוגיות אחרות, CubeSats פרסה טכנולוגיית מפרש סולארית, מכשירי אסטרונומיה של רנטגן ושאר מטענים. ב- 15 בפברואר 2017, ISRO עשתה היסטוריה כאשר פרסה 104 ננוטלטים על סיפון רקטה אחת. ניסויים אלה ייצגו את עבודתם של סטודנטים ומדענים מארה"ב, ישראל, קזחסטן, שוויץ, איחוד האמירויות ושוויץ.

תוכנית CubeSat היא דרך פשוטה וחסכונית להגיע לחלל. ננו-אטליטים עתידיים בסדרה יתמקדו במדידות של האטמוספרה של כדור הארץ, המשך גישה לסטודנטים אליו החלל, ובראשונה - עם ה- MarCO CubeSats - יפרוס שניים ממיני לוויינים אלה במאדים עם ה- InSight משימה. סוכנות החלל האירופית ממשיכה יחד עם נאס"א להזמין סטודנטים להגיש תוכניות CubeSat עבורם שיגור אפשרי בעתיד, והכשיר עוד יותר נשים צעירות וגברים להפוך לחללית עתידית מהנדסים!