ماهواره CubeSats، کوچکترین ماهواره در حال تغییر روش کاوش منظومه شمسی است

وزن اکثر CubeSat ها کمتر از یک توپ بولینگ است و برخی از آنها به اندازه ای کوچک هستند که بتوان آن ها را در دست گرفت. اما تاثیری که این ابزارها بر اکتشافات فضایی می گذارند بسیار بزرگ است. ماهواره CubeSats – ماهواره‌های مینیاتوری، چابک و ارزان قیمت در حال متحول کردن چگونگی مطالعه دانشمندان در کیهان هستند. یک ماهواره CubeSats با اندازه استاندارد کوچک است، حدود 4 پوند (تقریباً 2 کیلوگرم). برخی بزرگتر، شاید چهار برابر اندازه استاندارد هستند، اما برخی دیگر بیش از یک پوند نیستند.

به عنوان یک استاد مهندسی برق و تکنولوژی که با فناوری‌های فضایی جدید کار می‌کند، می‌توانم به شما بگویم که CubeSats راهی ساده‌تر و به مراتب کم‌هزینه‌تر برای دسترسی به دنیاهای دیگر است. این ماهواره‌های لیلیپوتی به‌جای حمل ابزارهای زیادی با اهداف گسترده، معمولاً بر روی یک هدف علمی واحد متمرکز می‌شوند – چه کشف سیارات فراخورشیدی یا اندازه‌گیری اندازه یک سیارک. آنها در سراسر جامعه فضایی مقرون به صرفه هستند، حتی برای استارتاپ های کوچک، شرکت های خصوصی و آزمایشگاه های دانشگاه.

ماهواره های کوچک، مزایای بزرگ

مزایای CubeSats نسبت به ماهواره های بزرگتر قابل توجه است. توسعه و آزمایش CubeSats ارزان‌تر است. صرفه جویی در زمان و هزینه به معنای انجام ماموریت های مکرر و متنوع تر همراه با ریسک کمتر است. این به تنهایی سرعت کشف و اکتشاف فضا را افزایش می دهد.

ماهواره CubeSats تحت قدرت خود سفر نمی کنند. در عوض، آنها سواری می کنند. آنها بخشی از محموله یک فضاپیمای بزرگتر می شوند. آنها که در ظروف پر می شوند، توسط مکانیزم فنری که به دستگاه پخش آنها متصل است به فضا پرتاب می شوند. هنگامی که در فضا هستند، آنها روشن می شوند. کیوب‌ست‌ها معمولاً مأموریت‌های خود را با سوختن در حین ورود به جو پس از فروپاشی آرام مدارشان به پایان می‌رسانند.

بررسی بیشتر

نمونه موردی: تیمی از دانشجویان دانشگاه براون یک CubeSat را در کمتر از 18 ماه با کمتر از 10000 دلار آمریکا ساختند. این ماهواره که به اندازه یک قرص نان است و برای مطالعه مشکل فزاینده زباله های فضایی ساخته شده است، در ماه می 2022 از یک موشک اسپیس ایکس مستقر شد. البته فرستادن ماهواره به فضا چیز جدیدی نیست. اتحاد جماهیر شوروی اسپوتنیک 1 را در سال 1957 به مدار زمین پرتاب کرد. امروزه حدود 10000 ماهواره فعال در آنجا هستند و تقریباً همگی در ارتباطات، ناوبری، دفاع نظامی، توسعه فناوری یا مطالعات زمین مشغول هستند. فقط تعداد کمی – کمتر از 3٪ – در حال کاوش در فضا هستند.

که اکنون در حال تغییر است. ماهواره های بزرگ و کوچک به سرعت در حال تبدیل شدن به ستون فقرات تحقیقات فضایی هستند. این فضاپیماها اکنون می توانند برای مطالعه سیارات و ستارگان مسافت های طولانی را طی کنند، مکان هایی که اکتشافات انسانی یا فرود ربات ها با فناوری فعلی پرهزینه، خطرناک یا به سادگی غیرممکن است.

اما هزینه ساخت و پرتاب ماهواره های سنتی قابل توجه است. مدارگرد شناسایی ماه ناسا که در سال 2009 پرتاب شد، تقریباً به اندازه یک مینی ون است و نزدیک به 600 میلیون دلار قیمت دارد. با طول بال هایی به طول یک اتوبوس مدرسه، بیش از 700 میلیون دلار هزینه داشت. مدارگرد خورشیدی آژانس فضایی اروپا، یک کاوشگر 4000 پوندی (1800 کیلوگرمی) که برای مطالعه خورشید طراحی شده است، 1.5 میلیارد دلار هزینه داشت. و Europa Clipper – به طول یک زمین بسکتبال و برنامه ریزی شده برای پرتاب در اکتبر 2024 به قمر مشتری اروپا – در نهایت 5 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت.

اندازه کوچکتر، تک منظوره

از آنجایی که CubeSats بسیار کوچک هستند، CubeSats را می توان در تعداد زیادی در یک راه اندازی منتشر کرد و هزینه ها را بیشتر کاهش داد. استقرار آنها به صورت دسته‌ای – معروف به صورت فلکی – به این معنی است که چندین دستگاه می‌توانند پدیده‌های مشابهی را مشاهده کنند.

به عنوان مثال، به عنوان بخشی از ماموریت آرتمیس I در نوامبر 2022، ناسا 10 CubeSats را پرتاب کرد. ماهواره ها اکنون در تلاش برای شناسایی و نقشه برداری از آب در ماه هستند. این یافته‌ها نه تنها برای ماموریت‌های آتی آرتمیس، بلکه برای تلاش برای حفظ حضور دائمی انسان در سطح ماه بسیار مهم هستند. CubeSats 13 میلیون دلار قیمت داشت.

MarCO CubeSats – دو نفر از آنها – کاوشگر Insight ناسا را ​​به مریخ در سال 2018 همراهی کردند. آنها در هنگام ورود، فرود و فرود Insight بر سطح مریخ به عنوان یک رله ارتباطی بی‌درنگ به زمین خدمت کردند. به عنوان یک امتیاز، آنها تصاویری از سیاره را با دوربین های زاویه باز ثبت کردند. قیمت آنها حدود 20 میلیون دلار است.

کاوش در ماه، مریخ و کهکشان راه شیری

پیشرفت سریع و سرمایه گذاری های قابل توجهی که قبلاً در مأموریت های CubeSat انجام شده است می تواند به انسان کمک کند تا به گونه ای چند سیاره ای تبدیل شود. اما این سفر طولانی خواهد بود – و به نسل بعدی دانشمندان برای توسعه این رویا بستگی دارد.

منبع: nasa.gov