Prenumerata 2018 ju˜ż w sprzedża˜y - SPRAWD˜!

Kosmos

Małe satelity, wielka technika

Urzšdzenia typu cubesat przestajš być jedynie pomocš w kształceniu studentów.
AFP
Miniaturyzacja zrewolucjonizuje badania w przestrzeni pozaziemskiej, ogromnie zredukuje ich koszty.

Chodzi o urzšdzenie niewiele większe od pudełka papierosów, szeœciany o boku 10 cm, ważšce ok. 1 kilograma, tysišc razy lżejsze od jakiegokolwiek „normalnego" satelity.

Rozmiar ma znaczenie

Szeœć takich urzšdzeń właœnie wystrzelono w przestrzeń, na próbę. Nazwano je „Sprites". Jest to pierwszy etap amerykańskiego projektu Breakthrough Starshot. W jego ramach planowane jest wystrzelenie roju tysięcy minisatelitów, które powinny dotrzeć do gwiazdy Alpha Centauri, układu planetarnego oddalonego od Ziemi o 4,3 roku œwietlnego.

Ale upłynie 50 lat, zanim przeœlš one zdjęcia, obrazy z innych œwiatów. Projekt ten omawiano w Korei Południowej podczas sympozjum Cospar, poœwięconego eksploracji kosmosu. Przyszłoœć badań kosmicznych to urzšdzenia typu minisat, nanosat, picosat, najogólniej, cubesat – uważajš inżynierowie z NASA.

EuroConsult, agencja monitorujšca rynek kosmiczny przewiduje, że w następnej dekadzie wystrzelonych zostanie co najmniej 6200 tego rodzaju satelitów, ponieważ tyle jest już w budowie bšdŸ w fazie projektowania. Prawdopodobnie już w 2018 r., w ramach amerykańskiego prywatnego projektu OneWeb, w kosmos zostanie wysłanych 650 miniaturowych urzšdzeń. Pierwsza wišzka 32 minisatelitów zostanie wyniesiona w marcu, poprawi funkcjonowanie i zasięg internetu.

Obecnie mamy do czynienia z prawdziwš industrializacjš w przemyœle kosmicznym. Aby wytwarzać setki takich urzšdzeń, Airbus uruchomił dwie linie produkcyjne, w Tuluzie i na Florydzie, podobnie jak się to dzieje w fabrykach samochodów. Wkrótce należy się spodziewać naœladowców.

Kierunek ten rozpoczęły uniwersytety. W 1999 r. w USA odbyły się zawody CanSat, ten „miniaturyzacyjny challenge" skierowany był do studentów, zadanie polegało na zbudowaniu satelity wielkoœci butelki z wodš sodowš, w którym zmieœciłoby się wszystko, co umożliwia funkcjonowanie na orbicie i komunikację z Ziemiš. W tym samym roku Uniwersytet Stanforda zdefiniował format standardowego minisatelity, właœnie wtedy po raz pierwszy pojawiła się nazwa „cubesat" (cube – szeœcian o boku 10 cm i wadze 1 kg). Poczštkowo było to zadanie akademickie, edukacyjne, służšce studentom jako pomoc w nauce, jednak szybko okazało się, że te kostki można łšczyć ze sobš i nie muszš to być tylko ćwiczenia dla przyszłych inżynierów.

30 czerwca 2003 r. Uniwersytet Tokijski umieœcił na orbicie minisatelitę Cubesat XI-IV, jeszcze tylko jako pokaz możliwoœci technicznych. Ale od tego momentu wiele uczelni amerykańskich i japońskich zaczęło się angażować w projekt cubesat.

Coraz lepsza jakoœć

– Wielkie obiekty kosztujš ponad 200 mln dol., ich budowa trwa długo, często ponad pięć lat. Natomiast miniaturowe satelity wymagajš nakładów rzędu 1–5 mln dol., ich budowa trwa rok, do dwóch lat, sš stosunkowo łatwe do zaprojektowania, zbudowania i użytkowania – podkreœla Shinichi Nakasuka z Uniwersytetu w Tokio.

– Podobnie jak w przypadku pierwszych przenoœnych komputerów czy smartfonów cubesat poczštkowo nie były sprawne, miały złe parametry. Jednak w cišgu ostatnich pięciu lat nastšpił znaczšcy postęp w tej dziedzinie – przyznaje Thomas Zurbuchen z NASA.

Systematycznie maleje iloœć odpadów powstajšcych podczas budowy cubesat, natomiast poszerza się paleta ich zastosowań. Na przykład holenderska firma ISIS proponuje cubesat shop, czyli możliwoœć zakupu gotowych urzšdzeń, umieszczanie ich na orbicie i sprawdzanie, czy działajš prawidłowo. – W ten sposób przechodzimy od krawiectwa na miarę do gotowych wyrobów produkowanych seryjnie – mówi Thomas Zurbuchen.

Duże możliwoœci

Uniwersytet w Tokio zamierza w 2018 r. umieœcić na orbicie miniaturowego satelitę Jasmine do astrometrii, mierzšcego pozycję i jasnoœć gwiazd w wybranym sektorze nieba. Wspomoże w tym europejskiego satelitę Gaia, który przestanie funkcjonować na poczštku 2019 r.

Uniwersytet w Michigan ulokował na niskiej orbicie osiem minisatelitów w systemie CYGNSS (cyclone global navigation satellite system), dokonujš one precyzyjnych pomiarów wiatrów nad powierzchniš oceanów, wewnštrz i na zewnštrz cyklony (huraganu, tajfunu), w momencie jego powstawania i aktywnoœci.

Europejska Agencja Kosmiczna ogłosiła konkurs na projekt, którego celem jest umieszczenie dwóch cubesat na orbicie Księżyca. Do finału zakwalifikowano dwa projekty koncentrujšce się na badaniu niewidzialnej z Ziemi strony naszego naturalnego satelity. Lunar Meteoroid Impact Orbiter przewiduje wykrywanie uderzeń meteorytów i kartografowanie tych œladów.

Natomiast Lunar Volatile and Mineralogy Mapping Orbiter proponuje cišgłš obserwację krateru w pobliżu bieguna południowego i poszukiwanie tam lodu oraz minerałów przydatnych przyszłym kolonistom na srebrnym globie.

Międzynarodowy program QB50, w którym uczestniczy 50 uniwersytetów i instytucji badawczych z 23 krajów, wykorzystuje 35 minisatelitów do badania styku ziemskiej atmosfery z międzyplanetarnš próżniš. Program ten finansuje Unia Europejska. Urzšdzenia operujš w pasie na wysokoœci od 200 do 400 km – zbyt wysoko dla instrumentów obserwacyjnych ulokowanych na ziemi i zbyt nisko dla klasycznych satelitów.

Szansa dla biednych

Aktualnie wokół Ziemi kršży 750 cubesat. Aby przyspieszyć tę demokratyzację dostępu do kosmosu, japoński Uniwersytet Technologiczny w Kyushu kosztem 3 mln jenów (22 mln euro) stworzył dwuletni program Birds Satellite.

Jego celem jest kształcenie studentów z krajów „niekosmicznych", na przykład z Bangladeszu, Ghany, Butanu, Mongolii. W ramach tego programu satelita pochodzšcy z takiego kraju dostarczy mu obrazy własnego terytorium.

– Na razie jesteœmy na poczštku rewolucji cubesat. Te urzšdzenia sš tanie, w zasięgu nawet dla biednych krajów, umożliwiajš dostęp do najnowszych technologii, łšcznie z technologiš kwantowš – podkreœla dr Jordi Puig-Sari z California Polytechnic State University.

ródło: Rzeczpospolita

WIDEO KOMENTARZ

REDAKCJA POLECA

NAJNOWSZE Z RP.PL