Cubesat

En Cubesat er en type af miniaturiseret satellit til rumforskning, der normalt har et volumen på præcis en liter, har en masse på højst 1,33 kg, og typisk bruger kommercielle off-the-shelf komponenter til sine elektronik.

Begyndende i 1999, California Polytechnic State University ved San Luis Obispo og Stanford University udviklet Cubesat specifikationer til at hjælpe universiteter verden over til at udføre rumforskning og udforskning.

Selvom størstedelen af ​​udvikling og lanceringer kommer fra den akademiske verden, flere selskaber bygge CubeSats såsom store-satellit-maker Boeing, og flere mindre virksomheder. Cubesat projekter har også været genstand for Kickstarter kampagner. Den Cubesat format er også populært med amatør radio satellit bygherrer.

Design

Den Cubesat specifikation udretter flere højt niveau mål. Forenkling af satellittens infrastruktur gør det muligt at designe og fremstille en brugbar satellit til en lav pris. Indkapsling af løfteraket-nyttelast grænseflade fjerner uoverkommelige mængde ledelsesmæssige arbejde, som tidligere ville være nødvendig for at parre en piggyback satellit med sin løfteraket. Forening blandt nyttelast og løfteraketter muliggør hurtige udveksling af nyttelast og udnyttelse af lanceringen muligheder på kort varsel.

Udtrykket "Cubesat" blev opfundet for at betegne nano-satellitter, der overholder de standarder, der er beskrevet i Cubesat design specifikation. Cal Poly offentliggjort standarden i et forsøg ledet af rumfart ingeniør professor Jordi Puig-Suari. Bob Twiggs, af Institut for Aeronautics & amp; Astronautics på Stanford University, og i øjeblikket er medlem af rumforskning fakultet på Morehead State University i Kentucky, har bidraget til Cubesat samfund. Hans indsats har fokuseret på CubeSats fra uddannelsesinstitutioner. Specifikationen gælder ikke for andre kubuslignende nano-satellitter som NASA "MEPSI" nano-satellit, som er lidt større end en Cubesat.

I 2004 med deres relativt lille størrelse, 1U CubeSats kunne hver gøres og lanceret til LEO for en anslået $ 65,000- $ 80.000. Efter forsinkelser lavpris løfteraketter såsom punkt mellem Systems, har flere nylige lancering priser været $ 100,000- $ 125,000, plus ca $ 10.000 til konstruere Cubesat. Denne pris, langt lavere end de fleste satellit opsendelser, har gjort Cubesat en farbar vej for skoler og universiteter verden over. På grund af dette, er et stort antal universiteter og nogle virksomheder og offentlige organisationer i hele verden udvikler CubeSats mellem 40 og 50 universiteter i 2004, Cal Poly rapporteret.

Den standard 10 × 10 × 10 cm grundlæggende Cubesat kaldes ofte en "én enhed" eller "1U" Cubesat. CubeSats er skalerbare langs én akse, som 1U intervaller. CubeSats såsom "2U" Cubesat og en "3U" Cubesat er både bygget og lanceret. I de senere år er blevet foreslået større Cubesat platforme, mest almindeligt 6U og 12U, at udvide funktionerne i CubeSats ud over faglige og teknologiske validering applikationer, og i mere komplekse videnskab og forsvar mål.

Da CubeSats er alle 10x10 cm, de kan alle blive lanceret og indsat ved hjælp af et fælles implementering system. CubeSats typisk lanceret og indsat fra en mekanisme, der kaldes en Poly-PicoSatellite Orbital Deployer, også udviklet og bygget af Cal Poly. P-PODs er monteret på en løfteraket og bære CubeSats i kredsløb og implementere dem, når det korrekte signal modtages fra løfteraket. P-PODs har indsat over 90% af alle CubeSats lanceret til dato, og 100% af alle CubeSats iværksat siden 2006. P-POD Mk III har kapacitet til tre 1U CubeSats eller andre 1U, 2U, eller 3U CubeSats kombination op til en maksimal volumen på 3U.

Cubesat danner en omkostningseffektiv selvstændigt middel til at få en nyttelast i kredsløb. De fleste CubeSats bære en eller to videnskabelige instrumenter som deres primære opgave nyttelast. Flere virksomheder og forskningsinstitutter tilbyde regelmæssige lancering muligheder klynger af flere terninger. ISC Kosmotras og Eurokot er to selskaber, der tilbyder sådanne tjenester.

Historie

Den Cubesat reference design blev foreslået i 1999 af professorerne Jordi Puig-Suari af California Polytechnic State University og Bob Twiggs fra Stanford University. Målet var at gøre det muligt for studerende at være i stand til at designe, bygge, teste og operere i rummet et rumfartøj med kapaciteter svarende til den for det første rumfartøj, Sputnik. Den Cubesat som oprindeligt foreslået ikke sat sig for at blive en standard; Snarere er det blev en standard over tid ved en proces med fremkomsten. De første CubeSats blev lanceret i juni 2003 om en russisk Eurockot, og cirka 75 CubeSats er blevet placeret i kredsløb i august 2012.

Behovet for sådan en lille-faktor satellit blev klart i 1998 som et resultat af arbejdet på Stanford Universitys Space Systemudvikling Laboratory. Hos SSDL studerende havde arbejdet på OPAL mikrosatellit siden 1995. OPAL mission at implementere datter-skib "picosatellites" havde resulteret i udviklingen af ​​en løfteraket, der var "håbløst kompliceret", og kunne kun gøres til arbejde "det meste af tiden ". Med projektets forsinkelser montering, Twiggs opsøgte DARPA finansiering, der resulterede i redesign af lanceringen mekanismen i en simpel pusher plade koncept med satellitterne holdes på plads af en fjederbelastet dør.

Som ønsker at forkorte udviklingen cyklus opleves på OPAL og inspireret af de picosatellites opal udført, Twiggs satte sig for at finde "hvor meget kan du reducere størrelsen og stadig have en praktisk satellit". De picosatellites på OPAL var 10,1 x 7,6 x 2,5 cm, en størrelse, der ikke var befordrende for at dække alle sider af rumfartøjet med solceller - et krav om en tumbling satellit. Inspireret af en 4 i. Kubisk plastik boks bruges til at vise Beanie Babies i butikkerne, Twiggs først afgjort på de større 10-centimeter terning som en retningslinje for den nye Cubesat koncept. En model af en launcher blev udviklet til den nye satellit under anvendelse af samme skubberpladen koncept, der var blevet anvendt i den modificerede OPAL launcher. Twiggs præsenterede ideen til Puig-Suari i sommeren 1999 og derefter i Japan og USA Videnskab, Teknologi og Anvendt Rumteknologi Program konference i november 1999.

En af de tidligste lanceringer af CubeSats var den 30. juni 2003 fra Plesetsk, Rusland, med Eurockot Launch Services Multiple Orbit mission. CubeSats blev sat ind i en sol-synkron bane og omfattede det danske AAU Cubesat og DTUSat, den japanske Cubesat XI-IV og CUTE-1, den canadiske Can X-1, og USA triple-Cubesat Quakesat.

Den 27. oktober 2005, en Kosmos-3M løfteraket lanceret fra Plesetsk gennemført tre CubeSats i kredsløb om den europæiske Rumorganisations Student Space Exploration & amp; Teknologiinitiativ mission. Den SSETI Express Satellite elev-bygget satellit var ikke en Cubesat som det vejede 62 kg og var på størrelse med en vaskemaskine. De CubeSats der gjorde kredsløb på denne lancering var Ncube satellit projektet fra Norges teknisk-naturvidenskabelige universitet og University of Tokyos Cubesat XI-V.

Den 26. juli 2006 blev 14 CubeSats fra 11 universiteter og en privat virksomhed lanceret bord på en Dnepr raket, den største planlagte indsættelse af CubeSats til dato. Raketten mislykkedes, og blev ødelagt under lanceringen, udslette de CubeSats og fire andre satellitter om bord. Lanceringen blev tabt efter den første fase motor lukke ned for tidligt. Alle satellit dele menes ødelagt. Udvalget undersøger den mislykkede lancering konkluderede, at undladelsen var forårsaget af en dårligt fungerende hydraulisk drev enhed på rakettens første trin. Den fejl medførte kontrol forstyrrelser, som førte til at rulle ustabilitet og store udflugter af yaw og pitch-vinkler. Thrust opsigelse fandt sted ved 74 sekunder efter lift off. Lanceringen var blevet udsat adskillige gange, fordi den primære nyttelast, EgyptSat 1, ikke var klar. På grund af ITAR bekymringer blev CubeSats flyttet til en anden lanceringen site, med det primære nyttelast bliver Belka, som var at være den første satellit fra Hviderusland. Lanceringen gennemført Rincon 1 og helligt, begge fra University of Arizona og UNISAT-4 fra universitetet i Rom. Andre projekter kom fra Norges teknisk-naturvidenskabelige universitet, Hankuk Aviation University, Seoul, Korea og polytekniske universitet i Torino, Italien. Aerospace Corporation, fra USA, havde også sine egne kommercielt projekt om bord.

Syv CubeSats blev lanceret 17 April 2007 som sekundære nyttelast på en Dnepr raket. De omfattede en colombiansk projekt fra studerende på Universidad Sergio Arboleda. Deres satellit, kaldet Libertad 1, var Colombias først. Aerospace Corporation havde deres AeroCube 2, CP-3 & amp; CP-4 var om bord fra California Polytechnic State University, og CAPE-1 fra University of Louisiana at Lafayette.

I en lancering koordineres af Nanosatellite Launch System, en Polar Satellite Launch Vehicle lancerede CubeSats den 28. april 2008. Den ene var en 3-enhed Cubesat opkaldt Delfi-C3 fra Delft University of Technology i Holland.

Den 3. august 2008 en SpaceX Falcon 1 blev lanceret fra Kwajalein lanceringen anlæg med to NASA CubeSats. De var de PREsat fra NASAs Ames Research Center, og NanoSail-D fra både NASAs Marshall Space Flight Center og Ames Research Center. Disse CubeSats gik tabt på grund af en løfteraket fiasko, når raketten første etape uforvarende kontakt med den anden fase efter separation. Jorden reservedele til NanoSail den NanoSail-D2 Cubesat blev med succes lanceret i november 2010 og indsat fra FASTSAT satellit på en Minotaur IV lancering.

Den 8. december, 2010, blev adskillige CubeSats rapporteret at have indsat med succes fra en SpaceX Falcon 9 raket, den samme, som lancerede deres første Drage rumfartøj på COTS Demo Flight 1.

Den 4. marts 2011 blev Glory missionen tabt, når kåben af ​​Taurus XL undladt at adskille fra løfteraket. Raketten også gennemført tre Cubesat satellitter. Disse universitetets satellitter omfatter Space Science and Engineering Laboratory s Explorer-1 PRIME udviklet af studerende på Montana State University, Kentucky Spaces KySat-1, som blev udviklet af flere Kentucky universiteter plus flere organisationer og virksomheder, og University of Colorado-Boulder s HERMES. Dette var den første af NASAs Pædagogisk Lancering af Nanosatellite eller Elana, missioner.

Den 28. oktober 2011, blev tre PPODs indeholder seks CubeSats placeret i kredsløb sammen med NPOESS forberedende Project satellit om bord på et United Launch Alliance Delta II-raket opsendt fra Vandenberg Air Force Base, Californien. Dette var den anden af ​​NASAs Pædagogisk Lancering af Nanosatellite missioner lanceret.

Den 13. februar 2012, blev tre PPODs indeholder syv CubeSats placeret i kredsløb sammen med Lares satellit om bord på en Avio Vega raket opsendt fra Fransk Guyana. De CubeSats lanceret var e-st, Goliat, Masat-1, PW-Sat, Robusta, UniCubeSat-GG, og XaTcobeo.

Den 13. september 2012, blev der elleve CubeSats lanceret fra otte P-Pods, som en del af "OutSat" sekundære nyttelast ombord på en United Launch Alliance Atlas V raket opsendt fra Vandenberg Air Force Base, Californien. Det er det største antal CubeSats succesfuldt placeret i kredsløb på en enkelt lancering, dette blev gjort muligt ved brug af den nye NPS Cubesat Launcher system udviklet på Naval Postgraduate School. Følgende CubeSats blev placeret på kredsløb: SMDC-ONE 2.2, SMDC-ONE 2.1, AeroCube 4,0, Æneas, CSSWE, CP5, CXBN, CINEMA, og Re.

Fem CubeSats blev placeret i kredsløb fra internationale rumstation den 4. oktober 2012, som en teknologi demonstration af små satellit implementering fra ISS. De blev lanceret, og leveret til ISS som en last af Kounotori 3, og ISS astronaut forberedt indsættelsen mekanisme knyttet til japansk Experiment Module robotarm. Tilsvarende følgende H-II Transfer Vehicle mission Kounotori 4, der blev lanceret den 4. august 2013 gennemført fire CubeSats til ISS. ArduSat-1 blev ArduSat-X, og PicoDragon indsat i kredsløb fra ISS den 19. november 2013 og TechEdSat-3 blev indsat den 20. november 2013.

Fire CubeSats blev indsat fra Cygnus Mass Simulator, som blev lanceret April 21, 2013 på jomfrurejse af Orbital Sciences 'Antares raket. Tre af dem er 1U PhoneSats bygget af NASAs Ames Research Center til at demonstrere brugen af ​​smartphones som flyelektronik i CubeSats. Den fjerde er en 3U rumfartøj, kaldet Dove-1, bygget af Planet Labs. Tidligere samme dag blev deres Dove-2 Cubesat indsat fra Bion-M rumfartøj i kredsløb.

Den 7. maj 2013 blev ESTCube-1 Cubesat, den første estiske satellit, placeret i kredsløb sammen med Proba-V og VNREDSat 1A satellitter om bord på en Avio Vega raket opsendt fra Fransk Guyana.

Den 5. december 2013 tolv CubeSats som en del af "GemSat" sekundære nyttelast ombord på en United Launch Alliance Atlas V raket opsendt fra Vandenberg Air Force Base, Californien. Dette er den anden flyvning af NPSCuL, så det samlede volumen var igen 24U fra otte Cal Poly P-PODs. Følgende CubeSats blev placeret på kredsløb: AeroCube 5, ALICE, snap, TacSat 6 & amp; to SMDC-ONE, CUNYSAT 1, IPEX, mCubed 2, FIREBIRD 1A & amp; 1B.

I alt tre og tredive CubeSats skal sættes ind fra den internationale rumstation, en bedrift som startede den 11. februar 2014. Af dem treogtredive, otteogtyve er en del af Flock 1 konstellation af jordens imaging CubeSats designet af Planet Labs. Af de øvrige fem CubeSats blive lanceret fra ISS, to er også fra US-baserede virksomheder, to er fra Litauen, og en er fra Peru.

Fremtidig udvikling

Et eksempel på en af ​​de Elana satellitter er University of New Mexico Space Plug-and-play Arkitektur proof of concept flyvning for Trailblazer missionen. Trailblazer er en 1U Cubesat at blive lanceret i 2012 under det Elana fire mission. KickSat er planlagt til lancering i begyndelsen af ​​2014.

Målet med QB50 projektet er at bruge et internationalt netværk af 50 CubeSats til multi-point, in situ målinger i den nederste Termosfære og re-entry forskning. QB50 er et initiativ fra Von Karman Institute og er finansieret af Den Europæiske Union. Dobbelt-unit CubeSats er planlagt, med en enhed, der yder de sædvanlige satellit funktioner og den anden enhed imødekommende et sæt af standardiserede sensorer til lavere Termosfære og re-entry forskning. 35 CubeSats er planlagt til at blive leveret af universiteter i 19 europæiske lande, 10 ved universiteter i USA, 2 ved universiteter i Canada og 3 af japanske universiteter. 10 dobbelte eller tredobbelte CubeSats er planlagt til at tjene til i kredsløb teknologi demonstration af nye rumteknologi. Alle 50 CubeSats vil blive lanceret sammen på en enkelt løfteraket. Lanceringen er planlagt til midten af ​​2015. Anmodningen om Forslag om QB50 Cubesat blev udgivet den 15. februar 2012.

Applikationer

  0   0
Næste artikel Demon FM

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha