Kleine satellieten zorgen voor een goedkope, responsief alternatief voor grotere, duurdere satellieten. Naarmate de vraag groeit, ingenieurs moeten deze "nanosatellieten" aanpassen om meer gegevens terug te krijgen. nasa, in samenwerking met onderwijspartners, doelen 2021 voor de lancering van een innovatieve CubeSat die deze uitdagingen aanpakt.

CubeSats bestaan ​​uit gestandaardiseerde kubussen, of U's, meestal tot 12U. Een 1U CubeSat is 10 kubieke centimeter en kan slechts drie pond wegen. Ze lanceren als hulpladingen op bestaande missies, een kosteneffectieve kans bieden voor kleinschalige onderzoeksprojecten. De satellieten brengen gemiddeld 90 dagen in een baan om de aarde door voordat ze naar de aarde vallen en in de atmosfeer verbranden. Sinds hun oprichting, CubeSats zijn een zegen geweest voor onderzoek en ontwikkeling van kleine satellieten.

Typisch, NASA's Near Earth Network (NEN) biedt direct-naar-grondcommunicatie voor CubeSats. Communicatie vindt alleen plaats als een satelliet over een van de NEN-antennes gaat, over de hele wereld gevestigd. Een team van ingenieurs en wetenschappers van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, NASA's Kennedy Space Center in Florida en de University of Florida werken samen aan een 12U CubeSat die als eerste zal worden gekoppeld aan NASA's Space Network. die continue communicatiediensten levert. De University of Florida RadSat (UF-RadSat) is een gezamenlijke ontwerpinspanning van NASA-stagiairs van verschillende universiteiten in het hele land, die meerdere uitvindingen hebben ingediend voor hun technologieën. De satelliet zal om de aarde cirkelen in een geosynchrone omloopbaan, communiceren met drie Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) en NEN-grondstations. Deze methodologie biedt een bijna constante gegevensdekking - een innovatie die nuttig kan zijn voor veel toekomstige CubeSat-missies.

"Het doel van onze missie is om tegelijkertijd kritische technische gegevens te leveren om NASA-missies te versterken en tegelijkertijd de operationele voordelen aan te tonen van bijna continue communicatie tussen CubeSats en de TDRS-constellatie, " zei Harry Shaw, een NASA-medeonderzoeker van het project. "Het werk dat we uitvoeren voor onze CubeSat-missie zal deze communicatieoptie voor andere CubeSats mogelijk maken."

UF-RadSat is meer dan alleen een communicatiedemonstratie. NASA zal ook twee stralingsexperimenten uitvoeren aan boord van de CubeSat. Het eerste experiment is gemaakt door een team van de Universiteit van Florida onder leiding van Michele Manuel, afdelingsvoorzitter Materials Science and Engineering. Het team ontwikkelde een magnesium- en gadoliniumlegering met stralingsbeperkende eigenschappen. de legering, sterker en lichter dan staal of aluminium, zal worden getest op zijn effectiviteit in de baan bij het vangen van thermische neutronen, een stralingsgevaar voor de gezondheid. Het experiment zal het nut van het metaal bepalen bij het verminderen van de risico's van straling voor toekomstige menselijke ruimtevluchten.

Het tweede experiment aan boord van de UF-RadSat vindt zijn oorsprong in Goddard. Ray Ladbury en Jean-Marie Lauenstein, wetenschappers van Goddard's Radiation Effects Group, zal de betrouwbaarheid van vermogensmetaaloxide-halfgeleider-veldeffecttransistoren (MOSFET's) beoordelen onder de barre stralingsomstandigheden van de ruimte. Voedingssystemen van ruimtevaartuigen gebruiken MOSFET's om elektronische signalen te versterken of te schakelen. Ze kunnen worden beschadigd of vernietigd door de stralingsomgeving in de ruimte. Het experiment zal bijdragen aan het beoordelen en verbeteren van de betrouwbaarheid van MOSFET's in de baan en waardevol inzicht verschaffen in gate-ruptuur bij een enkele gebeurtenis, een primaire stralingsgeïnduceerde storing in MOSFET's.

"Sinds het begin in de late jaren 1950, NASA heeft een belangrijke en invloedrijke rol gespeeld bij het bevorderen van ruimtecapaciteiten, " zei Pat Patterson, de voorzitter van het Comité van de Kleine Satellietconferentie. "Hetzelfde kan gezegd worden over de invloed van NASA op de opkomst van kleine satellieten, aangezien NASA deze technologieën nu gebruikt om wetenschappelijke en menselijke exploratie te blijven bevorderen, de kosten van nieuwe ruimtemissies verlagen, en de toegang tot de ruimte uitbreiden."

Het onderzoek aan boord van de UF-RadSat zet de erfenis van NASA voort in de kleine satellietgemeenschap. Nanosatellieten zoals UF-RadSat weerspiegelen NASA's toewijding aan kosteneffectief onderzoek op het snijvlak van communicatietechnologie.