Kleine satellieten genaamd CubeSats hebben de afgelopen jaren veel aandacht getrokken. Naast het toestaan ​​van onderzoekers om nieuwe technologieën te testen, hun relatieve eenvoud biedt ook praktische training aan beginnende ingenieurs.

Een CubeSat die onlangs is ingezet vanuit het internationale ruimtestation is een belangrijk voorbeeld van hun potentieel, experimenteren met CubeSats toegepast op astronomie.

Voor de komende maanden, een technologiedemonstratie genaamd ASTERIA (Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics) zal testen of een CubeSat nauwkeurige metingen van verandering in het licht van een ster kan uitvoeren. Deze fluctuatie is nuttig voor een aantal commerciële en astrofysische toepassingen, inclusief de ontdekking en studie van planeten buiten ons zonnestelsel, bekend als exoplaneten.

ASTERIA is ontwikkeld in het kader van het Phaeton-programma in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië. Phaeton is ontwikkeld om mensen aan het begin van hun loopbaan aan te nemen, onder begeleiding van ervaren mentoren, met de uitdagingen van een vliegproject. ASTERIA is een samenwerking met het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge; Sara Seager van het MIT is hoofdonderzoeker van het project.

Een nieuw ruimtetelescoopmodel

ASTERIA vertrouwt op precisiefotometrie, een veld dat de flux meet, of intensiteit, van het licht van een object. Om nuttig te zijn voor elke wetenschapper, een ruimtetelescoop moet tijdens deze metingen corrigeren voor interne foutenbronnen.

Ingenieurs hebben geleerd om te corrigeren voor "ruis" in veel grotere ruimtetelescopen. Als ze hetzelfde konden doen voor CubeSats, het zou een geheel nieuwe klasse van astronomiehulpmiddelen kunnen openen.

"CubeSats bieden een relatief goedkope manier om nieuwe technologieën te testen, " zei Amanda Donner van JPL, mission assurance manager voor ASTERIA. "Het modulaire ontwerp van CubeSats maakt ze ook aanpasbaar, zelfs een kleine groep onderzoekers en studenten toegang geven tot de ruimte."

Ze zei dat het zelfs mogelijk is dat sterrenbeelden van deze CubeSats samenwerken, meer van de kosmos tegelijk bestrijken.

Een stabiele astronomiecamera

Zijn kleine formaat vereist dat ASTERIA unieke technische kenmerken heeft.

• Een stabiele astronomiecamera houdt de telescoop tot 20 minuten onafgebroken op een specifieke ster vergrendeld terwijl het ruimtevaartuig in een baan om de aarde draait.
• Een actief thermisch regelsysteem zal de temperatuur in de kleine telescoop stabiliseren terwijl deze in de schaduw van de aarde staat. Dit helpt om "ruis" te minimaliseren dat wordt veroorzaakt door veranderende temperaturen - essentieel wanneer de meting kleine variaties in het licht van de doelster probeert te detecteren.

Beide technologieën bleken een uitdaging om te miniaturiseren.

"Een van de grootste technische uitdagingen was het inpassen van de aanwijs- en thermische besturingselektronica in zo'n klein pakket, " zei Matthew Smith van JPL, ASTERIA's hoofdsysteemingenieur en missiemanager. "Typisch, die componenten alleen zijn groter dan ons hele ruimtevaartuig. Nu we de technologie voor ASTERIA hebben verkleind, het kan worden toegepast op andere CubeSats of kleine instrumenten."

Hoewel het slechts een technologiedemonstratie is, ASTERIA zou de weg kunnen wijzen naar toekomstige CubeSats die nuttig zijn voor de astronomie.

Dat is indrukwekkend, vooral als je bedenkt dat het in feite een opleidingsproject was:veel teamleden zijn pas in de afgelopen vijf jaar afgestudeerd, zei Donner.

"Wij ontwierpen, gebouwd, getest en geleverd ASTERIA, en nu vliegen we ermee, " zei ze. "JPL neemt de trainingsaanpak van leren door te doen serieus."