CubeSat

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
PW-Sat – polski sztuczny satelita typu CubeSat

CubeSat (U-class spacecraft[1]) – rodzaj miniaturowego sztucznego satelity o standaryzowanych rozmiarach. Podstawowa jednostka (1U) ma w momencie wystrzelenia objętość jednego litra o wymiarach kostki 10×10×10 cm (stąd nazwa) i masę do 1,33 kg[2][3] (wg pewnych specyfikacji do 1 kg[4]). Rozmiar satelity może być zwielokrotniony: typowo do 1,5, 2, 3, 6 i 12 U[3]. Najmniejszym znanym rozmiarem jest 0,25U, a największym 27U[5]. Najczęstsze rozmiary to 3U i 6U[6][7].

Typowym zastosowaniem jest edukacja oraz stosunkowo niskokosztowe sprawdzenie nowych rozwiązań technicznych, obserwacja i badania kosmosu lub inne badania naukowe[3]. Zazwyczaj do budowy cubesatów używa się dostępnych na rynku, gotowych elementów elektroniki. Twórcą takiego projektu może być każda osoba lub instytucja dysponująca odpowiednim do potrzeb budżetem[8].

Początki i rozwój[edytuj | edytuj kod]

Statystyki planowanych i działających Cubesatów (stan na marzec 2018[9])

W 1999 r. California Polytechnic State University i Uniwersytet Stanforda opracowały specyfikacje CubeSat, aby promować i rozwijać umiejętności niezbędne do projektowania, produkcji i testowania bardzo małych satelitów przeznaczonych do wyniesienia na niską orbitę okołoziemską. Celem było wykonywanie badań i odkrywanie nowych technologii kosmicznych. Większość inicjatyw CubeSat miała miejsce w środowisku akademickim. Pierwsze wystrzelenie grupy cubesatów, stanowiących ładunek dodatkowy, nastąpiło z Kosmodromu Plesieck 30 czerwca 2003 r. przy użyciu rakiety Rokot-KM. Operatorem był Eurockot[10][11]. W następnych latach wykonano kolejne grupowe wystrzelenia[12], miejsca akademickim cubesatom zaoferowały tradycyjne agencje kosmiczne, np. NASA w ramach programu ELaNa[13] oraz Europejska Agencja Kosmiczna począwszy od debiutanckiego lotu rakiety Vega[14][15].

Forma CubeSatu zwróciła też uwagę rządowych agencji badawczych, m.in. Centrum Badawcze imienia Josepha Amesa w NASA[16], a nawet użytkowników wojskowych[17]. W 2013 roku już ponad połowa wystrzeliwywanych urządzeń nie pochodziła z uczelni[18], a w 2014 r. większość nowo wdrożonych CubeSatów pochodziła z firm komercyjnych, nade wszystko od Planet Labs i ich konstalacji Flock-1[19]. CubeSaty pochodziły także od grup hobbystycznych, były np. finansowane za pomocą crowdfundingu na Kickstarterze[20]. W 2015 roku CubeSat można było uruchomić za ok. 200 000$[21].

Zastosowanie i orbity[edytuj | edytuj kod]

CubeSaty są najczęściej wystrzeliwane jako dodatkowe ładunki w rakiecie nośnej (użyto tu wielu typów rakiet, m.in. Rokot, Kosmos 3M, Dniepr, Minotaur IV, PSLV, Vega, Falcon 9 i Atlas V) lub dostarczane jako część ładunku na Międzynarodową Stację Kosmiczną i wypuszczane przez śluzę w module Kibō (rozwiązanie oferowane przez firmę NanoRacks)[18][22]. Uruchomiono ponad 800 CubeSatów[8], liczba będących na orbicie nieustannie ulega zmianie[23] w wyniku spalania się satelitów w atmosferze[24][25].

CubeSaty stosuje się do przeprowadzania możliwych do zminiaturyzowania eksperymentów[26][27] lub do obserwacji Ziemi[28][29][30]. CubeSaty wykorzystywane są też przez radioamatorów[31][32]. Wiele CubeSatów jest wykorzystywanych do demonstrowania technologii kosmicznych, które są przeznaczone do użycia w małych satelitach lub mają wątpliwą wykonalność i jest mało prawdopodobne, by uzasadniały koszt większego satelity. Kilka misji na Księżyc i Marsa planuje użycie CubeSatów[33][34][35].

CubeSaty są zwykle zasilane wyłącznie przez panele słoneczne[36].

Większość cubesatów umieszczana jest na niskiej orbicie okołoziemskiej, gdzie mogą zostawać nawet na dekady po zakończeniu swojej misji[37]. Dwa z nich, wystrzelone 5 maja 2018 r. MarCO-A i MarCO-B, są pierwszymi ładunkami tego typu wysłanymi poza orbitę okołoziemską i mają na celu śledzenie skierowanego na Marsa w ramach programu Discovery lądownika InSight[38][39][40].

CubeSat a SmallSat[edytuj | edytuj kod]

CubeSat to rodzaj nanosatelitów[36], które mają standardowe rozmiary i formę[41][3].

SmallSaty dzieli się na[3]:

  • Minisatelity, 100-180 kilogramów
  • Mikrosatelity, 10-100 kilogramów
  • Nanosatelity, 1-10 kilogramów
  • Pikosatelity, 0,01-1 kilogramów
  • Femtosatelity, 0,001-0,01 kilogramów

Innymi rodzajami satelitów są PocketQube, TubeSat i SunCube[41].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Editorial | NASA Venture Class Procurement Could Nurture, Ride Small Sat Trend - SpaceNews.com, „SpaceNews.com”, 8 czerwca 2015 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  2. CubeSat Design Specification.
  3. a b c d e Elizabeth Mabrouk, What are SmallSats and CubeSats?, „NASA”, 13 marca 2015 [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  4. CubeSat concept - eoPortal Directory - Satellite Missions, earth.esa.int [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  5. Erik Kulu, Nanosatellite & CubeSat Database, Nanosatellite & CubeSat Database [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  6. Erik Kulu, Nanosatellite & CubeSat Database, Nanosatellite & CubeSat Database [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  7. Nanosatellites (NANOSAT), www.public.navy.mil [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  8. a b Erik Kulu, Nanosatellite & CubeSat Database, Nanosatellite & CubeSat Database [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  9. Editorial | NASA Venture Class Procurement Could Nurture, Ride Small Sat Trend - SpaceNews.com, „SpaceNews.com”, 8 czerwca 2015 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  10. CubeSat - Launch 1 - eoPortal Directory - Satellite Missions, earth.esa.int [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  11. MOM - Eurockot`s Multiple Orbit Mission 8 Satellites into Different Orbits, www.eurockot.com [dostęp 2018-05-27].
  12. Missions, CubeSat [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  13. Erin Mahoney, Past ElaNa CubeSat Launches, „NASA”, 3 lipca 2016 [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  14. Fly Your Satellite! programme, „European Space Agency” [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  15. VV01 – Vega's first liftoff, „European Space Agency” [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  16. Yael Kovo, Nanosat Missions and Plans at NASA Ames, „NASA”, 14 kwietnia 2015 [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  17. Debra Werner, U.S. Military Eyes Adapting Cubesats for Battlefield Use - SpaceNews.com, „SpaceNews.com”, 14 lutego 2011 [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  18. a b CubeSat Database - swartwout, sites.google.com [dostęp 2018-05-07].
  19. Flock-1, -1b, -1c, -1d, -1d', -1e, -1f, -2, -2b, -2c, -2d, -2e, -2e', -2k, -2p, -3m, -3p, -3p', space.skyrocket.de [dostęp 2018-05-27].
  20. Tiny CubeSat Satellites Spur Revolution In Space, „Singularity Hub”, 23 czerwca 2013 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  21. Shane Hickey, The innovators: build and launch your own satellite ... for £20,000, the Guardian, 5 kwietnia 2015 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  22. CubeSat Deployment from the ISS - CubeSat Deployer in LEO, nanoracks.com [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  23. Erik Kulu, Nanosatellite & CubeSat Database, Nanosatellite & CubeSat Database [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  24. Amateur Radio CubeSat burns-up in atmosphere, „AMSAT-UK”, 9 marca 2013 [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  25. Erin Mahoney, ELaNa XII Launches 4 CubeSats into Orbit on NROL-55, „NASA”, 2 października 2015 [dostęp 2018-05-10] (ang.).
  26. Tiny Satellites Can Do Big Science, „Space.com” [dostęp 2018-05-07].
  27. Bret Bronner, Duc Trung, [https://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=3293&context=smallsat Developing the Miniature Tether Electrodynamics Experiment Completion of Key Milestones and Future Work].
  28. Earth Observation CubeSats| Commercial Satellites in LEO, nanoracks.com [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  29. NanoAvionics to Build Earth Observation CubeSat for Rupercorp - Via Satellite -, „Via Satellite”, 28 sierpnia 2017 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  30. Muthukumar Kumar, How Earth Observation Startups & CubeSats are changing the industry - Geoawesomeness, „Geoawesomeness”, 3 czerwca 2014 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  31. Radio amateurs - CubeSat Team, www.cubesatteam-polito.com [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  32. Ham radio CubeSat launch success, „AMSAT-UK”, 13 stycznia 2018 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  33. Tiny Cubesats Set to Explore Deep Space, „Space.com” [dostęp 2018-05-07].
  34. JPL | Cubesat | MarCO, www.jpl.nasa.gov [dostęp 2018-05-07].
  35. Bound for Mars, World's 1st Interplanetary Cubesats Phone Home, „Space.com” [dostęp 2018-05-07].
  36. a b NANOSATS & CUBESATS, kwiecień 2014.
  37. Peter B. de Selding, 1 in 5 Cubesats Violates International Orbit Disposal Guidelines, „SpaceNews.com”, 23 lipca 2015 [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  38. Wystartowała misja InSight, która zbada wnętrze Marsa, www.urania.edu.pl [dostęp 2018-05-07] (pol.).
  39. Associated Press, Nasa launches InSight spacecraft to explore the insides of Mars, the Guardian, 5 maja 2018 [dostęp 2018-05-07] (ang.).
  40. Mark Betancourt, Mars-Bound MarCO Twins Will Go Where No CubeSat Has Ever Gone, „Air & Space Magazine”, 4 maja 2018 [dostęp 2018-05-27] (ang.).
  41. a b Developer Resources, CubeSat [dostęp 2018-05-10] (ang.).