science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA-ingenieurs dromen groots met kleine ruimtevaartuigen

Een artistieke weergave van het tweelingruimtevaartuig Mars Cube One (MarCO) terwijl ze door de verre ruimte vliegen. De MarCO's zullen de eerste CubeSats zijn - een soort modulaire, mini-satelliet-poging om naar een andere planeet te vliegen. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Veel van NASA's meest iconische ruimtevaartuigen torende boven de ingenieurs uit die ze bouwden:denk aan Voyagers 1 en 2, Cassini of Galileo - allemaal grote machines die zich konden meten met een schoolbus.

Maar in de afgelopen twee decennia mini-satellieten genaamd CubeSats hebben de ruimte toegankelijk gemaakt voor een nieuwe generatie. Deze dozen ter grootte van een aktetas zijn meer gericht op hun capaciteiten en hebben een fractie van de massa - en kosten - van sommige vroegere titanen aan ruimte.

In mei, ingenieurs zullen nauwlettend in de gaten houden wanneer NASA zijn eerste paar CubeSats lanceert die zijn ontworpen voor diepe ruimte. Het tweelingruimtevaartuig heet Mars Cube One, of MarCO, en werden gebouwd in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië.

Beide MarCO-ruimtevaartuigen zullen meeliften op dezelfde raket die InSight lanceert, NASA's volgende robotlander ging op weg naar Mars. De MarCO's zijn bedoeld om InSight te volgen op zijn cruise door de ruimte; als ze de reis overleven, elk is uitgerust met een opvouwbare high-gain antenne om gegevens over InSight door te geven wanneer het de Marsatmosfeer binnenkomt en landt.

De MarCO's zullen zelf geen wetenschap produceren, en zijn niet vereist voor InSight om zijn gegevens naar huis te sturen (de lander zal daarvoor vertrouwen op NASA's Mars-orbiters, naast het rechtstreeks communiceren met antennes op aarde). Maar de tweeling zal een cruciale eerste test zijn van CubeSat-technologie buiten de baan om de aarde, laten zien hoe ze kunnen worden gebruikt om het zonnestelsel verder te verkennen.

Ingenieur Joel Steinkraus gebruikt zonlicht om de zonnepanelen te testen op een van de Mars Cube One (MarCO) ruimtevaartuigen in het Jet Propulsion Laboratory van NASA. Krediet:Jet Propulsion Laboratory

"Dit zijn onze verkenners, " zei Andy Klesh van JPL, MarCO's hoofdingenieur. "CubeSats hebben niet eerder de intense straling van een reis naar de verre ruimte hoeven te overleven, of gebruik voortstuwing om hun weg naar Mars te wijzen. We hopen dat pad te banen."

De officiële namen van deze twee verkenners zijn "MarCO-A" en "MarCO-B." Maar voor het team dat ze heeft gebouwd, het zijn "Wall-E" en "Eva" - bijnamen gebaseerd op Pixar-personages. Beide MarCO's gebruiken een samengeperst gas dat vaak wordt aangetroffen in brandblussers om zichzelf door de ruimte te duwen, op dezelfde manier als Wall-E deed in zijn film uit 2008.

Overleven is verre van gegarandeerd. Zoals het gezegde luidt:ruimte is moeilijk. De eerste uitdaging is het inschakelen. De MarCO-batterijen zijn voor het laatst in maart gecontroleerd door Tyvak Nano-Satellite Systems van Irvine, Californië, die elke CubeSat in een speciale dispenser stopte die hem de ruimte in zal stuwen. Die batterijen zullen worden gebruikt om de zonnepanelen van elke CubeSat in te zetten, in de hoop dat er genoeg stroom over is om hun radio's aan te zetten. Als het vermogen te laag is, het MarCO-team kan stilte horen totdat elk ruimtevaartuig vollediger is opgeladen.

Joël Steinkraus, MarCO hoofd werktuigbouwkundig ingenieur van JPL, maakt een aanpassing op de CubeSat voorafgaand aan integratie in een implementatiebox zoals te zien is in het cleanroomlab op Cal Poly San Luis Obispo op maandag, 12 maart. Credit:NASA/JPL-Caltech/Tyvak/Cal Poly SLO

Als beide MarCO's de reis maken, ze zullen een communicatiemethode testen die zou kunnen fungeren als een "zwarte doos" voor toekomstige Mars-landingen, ingenieurs helpen het moeilijke proces te begrijpen om ruimtevaartuigen veilig op de Rode Planeet te laten landen. Marslandingen zijn notoir moeilijk vol te houden.

De MarCO's kunnen ook bewijzen dat CubeSats klaar zijn om verder te gaan dan de aarde. CubeSats werden voor het eerst ontwikkeld om universiteitsstudenten over satellieten te leren. Vandaag, ze zijn een belangrijke commerciële technologie, het verstrekken van gegevens over alles, van scheepvaartroutes tot veranderingen in het milieu.

NASA-wetenschappers staan ​​te popelen om het zonnestelsel te verkennen met CubeSats. JPL heeft zelfs een eigen CubeSat cleanroom, waar verschillende vliegprojecten zijn gebouwd, inclusief de MarCO's. Voor jonge ingenieurs de spanning is om iets te bouwen dat mogelijk Mars in slechts een kwestie van jaren in plaats van een decennium zou kunnen bereiken.

Een van de MarCO CubeSats in een cleanroom bij Cal Poly San Luis Obispo, voordat het in de plaatsingsdoos wordt geplaatst. Krediet:NASA/JPL-Caltech/Tyvak/Cal Poly SLO

"We zijn een klein team, zodat iedereen ervaring opdoet met het werken aan meerdere delen van het ruimtevaartuig, "Zei Klesh. "Je leert alles over bouwen, onderweg testen en vliegen. We zijn op dit moment elke dag aan het uitvinden."

De MarCO's zijn gebouwd door JPL, die InSight en MarCO beheert voor NASA. Ze werden gefinancierd door zowel JPL als NASA's Science Mission Directorate. Een aantal commerciële leveranciers leverden unieke technologieën voor de MarCO's. Een volledige lijst, samen met meer informatie over het ruimtevaartuig, kunt u hier vinden.

NASA's Mars Cube One, of MarCO, gaat naar de verre ruimte om een ​​eerste-van-zijn-soort technologiedemonstratie te testen:near-realtime communicatie tussen de aarde en Mars met behulp van CubeSats. Krediet:Jet Propulsion Laboratory