Przez tysiąclecia podróżni polegali na gwiazdach, aby określić swoje położenie na kuli ziemskiej. Gdy ludzie przenieśli się w przestrzeń kosmiczną, zaadaptowali sprawdzone na Ziemi technologie do nowego środowiska. Począwszy od najwcześniejszych misji, wiele statków kosmicznych wykorzystywało specjalnie zaprojektowane sekstanty do pomiaru kąta pomiędzy różnymi ciałami niebieskimi względem siebie lub horyzontu.
Te gwiezdne urządzenia śledzące są ważne nie tylko dla nawigacji, ale także dlatego, że „im lepiej potrafimy wskazywać nasze satelity, tym lepsze obrazy i dane naukowe możemy uzyskać”, wyjaśnia Alice Liu, inżynier systemów kontroli położenia w Centrum Lotów Kosmicznych Goddard. - Musimy być w stanie wskazać kierunek, w którym chcemy zrobić zdjęcie i zachować stabilność podczas jego wykonywania - dodaje.
Satelity stają się coraz mniejsze i tańsze, a za tym musi nadążać technologia oferując odpowiednio małe, a przy tym wydajne urządzenia. Misje NASA wymagają najnowocześniejszych technologii. Niestety, czasem przyrządów nie da się zminiaturyzować tak, aby ich gabaryty spełniły oczekiwania inżynierów.
Mały, a precyzyjny
Firma Adcole Maryland Aerospace zaproponowała właśnie nowe urządzenie śledzące, które jest równie dokładne jak jego więksi bracia, a jednocześnie tak małe, że zmieści się nawet w satelitach typu CubeSat. Każdy jego bok ma zaledwie 5cm długości, a mimo nikczemnych rozmiarów, potrafi pokierować statkiem kosmicznym wyznaczając jego kurs z błędem nie przekraczającym 0,1 stopnia.
„To naprawdę rewolucjonizuje sposób, w jaki można myśleć o generowaniu pomiarów. To daje wiele nowych możliwości dla nauki.”, mówi Jason Mitchell, asystent szefa ds. technologii w dziale Goddard's Mission Engineering and Systems Analysis. Naukowcy mówią o przekroczeniu pewnej granicy. Wcześniej aby uzyskać wysoką rozdzielczość obrazu, NASA musiała wydać dziesiątki, czy setki milionów dolarów na satelitę obserwującego jakieś ciało niebieskie. Teraz może wysłać dwie tanie jednostki CubeSat, które obserwują obiekt z różnych kątów. „Pomyśl o swoich oczach. Teraz możesz mieć stereo zdjęcia słońca”, mówi Mitchell. A przecież satelitów można wysłać więcej niż dwa. Dzięki temu liczba pomiarów może wzrosnąć, bo wiele miniaturowych statków może robić to samo, ale w różnych miejscach. Nawet jeśli misja się nie powiedzie, część pomiarów nie zostanie utracona.
Astronawigacja
Dotychczasowe urządzenia określające położenie, czyli magnetometry i czujniki horyzontu, pozwalały CubeSatowi zorientować się gdzie jest na podstawie magnetosfery Ziemi lub horyzontu. Dokładność na poziomie jednego stopnia pozostawiła jednak wiele do życzenia.