Twintig jaar geleden, CubeSats - een klasse boxy-satellieten die klein genoeg zijn om in een rugzak te passen - werden door universiteiten gebruikt als leerhulpmiddel. eenvoudiger, kleiner en goedkoper dan traditionele satellieten, ze hebben de ruimte toegankelijker gemaakt voor particuliere bedrijven en wetenschappelijke instanties.

Deze zomer, NASA heeft de eerste twee CubeSats van de volgende generatie naar de verre ruimte gevlogen. Ze zijn momenteel op weg naar Mars, duizenden kilometers achter het InSight-ruimtevaartuig aan. InSight en zijn CubeSat-tag-alongs zijn al meer dan halverwege de Rode Planeet.

De mini-missie, genaamd Mars Cube One (MarCO), heeft al bewezen dat deze klasse van ruimtevaartuigen de deep-space-omgeving kan overleven. Vervolgens zal het het gebruik van geminiaturiseerde communicatietechnologie testen om gegevens door te geven wanneer InSight in november probeert te landen. Het doorgeven van landingsgegevens is een van de taken van NASA's orbiters, die de afdaling van InSight zal registreren; ingenieurs leren meer van elke landingspoging. MarCO zal testen of deze technologie de estafettetaak kan uitvoeren voor toekomstige missies.

Om hun missie te voltooien, de MarCO's hebben miniatuur high-gain antennes en radio's die kunnen communiceren met de aarde vanaf ongeveer 93 miljoen mijl afstand. Hun voortstuwingssystemen zijn in staat om richting Mars te sturen; elke MarCO voltooide in augustus zijn tweede stuurmanoeuvre. Ze hebben zelfs kleurencamera's, een daarvan maakte de eerste afbeelding van een CubeSat van de aarde en de maan - een bewijs van hoe ver deze technologie letterlijk is gekomen.

MarCO is nog experimenteel. Het is bedoeld om aan te tonen dat ruimtevaartuigtechnologie kan worden verkleind tot een klein pakketje en toch iets nuttigs kan doen in de verre ruimte. En hoewel CubeSats nooit zal concurreren met het grotere en complexere ruimtevaartuig dat NASA gewoonlijk vliegt, het MarCO-ruimtevaartuig pioniert met een nieuwe klasse van robotverkenning.

"We hopen dat MarCO kan helpen bij het democratiseren van de diepe ruimte, " zei Jakob van Zyl, directeur van het zonnestelselverkenningsdirectoraat bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "De technologie is goedkoop genoeg om je voor te stellen dat landen de ruimte betreden die in het verleden geen spelers waren. Zelfs universiteiten zouden dit kunnen doen."

Een erfenis van verkenners

JPL heeft MarCO geïnitieerd en gebouwd, slechts een van de vele CubeSat-projecten die het Lab heeft ontwikkeld. JPL is een natuurlijke plek om CubeSats te hosten:The Lab bouwde de eerste Amerikaanse satelliet, verkenner 1, die in 1958 de Van Allen-stralingsgordels ontdekte. Niet anders dan een CubeSat, het was een kleine rudimentair ruimtevaartuig. De geschiedenis van het Amerikaanse ruimteprogramma volgde in zijn kielzog.

JPL bouwde later een Mars mini-rover genaamd Sojourner die in 1997 kleine stapjes zette en een proefvaart bleek te zijn voor NASA's Spirit, Opportunity en nieuwsgierigheid rovers.

Innovatie begint vaak met pathfinder-technologie, zei Van Zyl. Zodra ingenieurs bewijzen dat iets kan, wetenschappelijke missies volgen.

“Als het om innovatie gaat, MarCO zit in dezelfde klasse als Explorer 1 en Sojourner, "Zei Van Zyl. "De vraag is:kunnen we CubeSats gebruiken om meer wetenschap te doen? Niet alle wetenschap, omdat ze te beperkt zijn om veel instrumenten te dragen. Maar deze technologie creëert een middel voor mensen om wetenschap te bedrijven tegen een veel lagere investering voor de belastingbetaler."

NASA heeft al toegezegd de vraag te beantwoorden. Thomas Zubuchen, associate administrator van het directoraat Wetenschapsmissie van het agentschap, is een voorstander van CubeSats; vorige maand, hij kondigde aan dat NASA elk jaar $ 100 miljoen aan SmallSat-wetenschappelijke missies zal financieren.

Voorbereiden op toekomstige CubeSats

MarCO heeft al de basis gelegd voor toekomstige verkenning met kleine ruimtevaartuigen.

"Bijna alle functies van MarCO worden aangepast voor gebruik op toekomstige ruimtevaartuigen, " zei John Bakker, de programmamanager die verantwoordelijk is voor kleine ruimtevaartuigen bij JPL. "En veel onderdelen zijn begonnen met een product van een commerciële partner dat is aangepast."

De rol van de commerciële partners van MarCO kan niet worden overschat. Zijn zonnepanelen, camera's, luchtvaartelektronica, voortstuwingssystemen en houdingscontrolesystemen werden allemaal geleverd door commerciële aannemers. Een voordeel van CubeSats is dat ze gestandaardiseerde onderdelen en systemen kunnen gebruiken, waardoor particuliere bedrijven de prijs van nieuwe technologie kunnen verlagen. Goedkopere ruimtevaartuigen betekenen ook dat ingenieurs meer ontwerprisico's kunnen nemen, het testen van die technologie in de ruimte.

Van Zyl zei dat het belangrijkste doel van MarCO was om te bewijzen dat CubeSats de zware reis naar de verre ruimte kan overleven. Het team van MarCO kan dat vakje van hun lijst afvinken.

Ze zijn al gefocust op hun volgende doel:Mars is slechts een paar maanden en 110 miljoen kilometer verwijderd.