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].

Vermont Lunar CubeSat

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

Statystyki planowanych i działających Cubesatów (stan na marzec 2018^[1])

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^[9][10]. W następnych latach wykonano kolejne grupowe wystrzelenia^[11], miejsca akademickim cubesatom zaoferowały tradycyjne agencje kosmiczne, np. NASA w ramach programu ELaNa^[12] oraz Europejska Agencja Kosmiczna począwszy od debiutanckiego lotu rakiety Vega^[13][14].

Forma CubeSatu zwróciła też uwagę rządowych agencji badawczych, m.in. Centrum Badawcze imienia Josepha Amesa w NASA^[15], a nawet użytkowników wojskowych^[16]. W 2013 roku już ponad połowa wystrzeliwywanych urządzeń nie pochodziła z uczelni^[17], a w 2014 r. większość nowo wdrożonych CubeSatów pochodziła z firm komercyjnych, nade wszystko od Planet Labs i ich konstalacji Flock-1^[18]. CubeSaty pochodziły także od grup hobbystycznych, były np. finansowane za pomocą crowdfundingu na Kickstarterze^[19]. W 2015 roku CubeSat można było uruchomić za ok. 200 000$^[20].

Zastosowanie i orbity

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)^[17][21]. Uruchomiono ponad 800 CubeSatów^[8], liczba będących na orbicie nieustannie ulega zmianie^[6] w wyniku spalania się satelitów w atmosferze^[22][23].

CubeSaty stosuje się do przeprowadzania możliwych do zminiaturyzowania eksperymentów^[24][25] lub do obserwacji Ziemi^[26][27][28]. CubeSaty wykorzystywane są też przez radioamatorów^[29][30]. 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^[31][32][33].

CubeSaty są zwykle zasilane wyłącznie przez panele słoneczne^[34].

Większość cubesatów umieszczana jest na niskiej orbicie okołoziemskiej, gdzie mogą zostawać nawet na dekady po zakończeniu swojej misji^[35]. 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^[36][37][38].

CubeSat a SmallSat

CubeSat to rodzaj nanosatelitów^[34], które mają standardowe rozmiary i formę^[3][39].

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^[39].

Zobacz też

Zobacz multimedia związane z tematem: CubeSat

• BRITE Constellation