CU Boulder zal binnenkort nieuwe ogen op de zon hebben. Twee miniatuursatellieten ontworpen door onderzoekers van het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) zullen later deze maand worden gelanceerd op Spaceflight's SSO-A:SmallSat Express-missie aan boord van een SpaceX Falcon 9-raket vanaf Vandenberg Air Force Base in Californië.

De nieuwe missies - de Miniature X-ray Solar Spectrometer-2 (MinXSS-2) en de Compact Spectral Irradiance Monitor (CSIM) - zullen gegevens verzamelen over de fysica van de zon en de impact ervan op het leven op aarde.

Deze "CubeSats, " die kleiner zijn dan een magnetron, zullen samen met meer dan 60 andere ruimtevaartuigen in een baan om de aarde worden geschoten. Volgens Ruimtevlucht, de SSO-A:SmallSat Express is de grootste speciale rideshare-missie tot nu toe van een in de VS gevestigd draagraket.

De komende missies onderstrepen het groeiende leiderschap van CU Boulder bij het inzetten van CubeSats voor wetenschappelijk onderzoek, zei Tom Woods, adjunct-directeur van LASP. Hij legde uit dat naarmate de mogelijkheden om ruimtevaartuigen te lanceren vanaf commerciële missies zoals SSO-A toenemen, kleine satellieten zullen steeds populairdere instrumenten worden onder wetenschappers.

"De tijd is rijp om meer en meer wetenschap te doen met deze kleine satellieten, " zei Bos, de hoofdonderzoeker van de MinXSS-2 missie.

Kleine pakketten

Gedeeltelijk, dat komt omdat het geen traditionele satellieten zijn. CubeSats zijn ontworpen om grote wetenschappelijke vragen aan te pakken in kleine pakketten, vaak met behulp van kant-en-klare apparatuur om de kosten en het gewicht laag te houden. De antenne voor MinXSS-2, bijvoorbeeld, is gemaakt van een meetlint uit de ijzerhandel dat op zijn plaats springt zodra de CubeSat een baan om de aarde bereikt.

Een typische CubeSat-missie kost ongeveer $ 2 miljoen om te bouwen en te exploiteren - veel minder dan een wetenschappelijke satelliet op ware grootte die in de tientallen of honderden miljoenen dollars loopt. MinXSS-2 en CSIM werden beide gefinancierd door subsidies van NASA.

"Lanceringskosten gaan per kilogram, Woods zei. "Als je je satellieten kleiner kunt krijgen, het kost veel minder om ze te lanceren."

Daten, LASP alleen heeft twee van deze lichtgewicht ruimtevaartuigen ingezet, met een aantal meer in de planningsfase. Een CubeSat die studenten van CU Boulder bedienden vanaf het dak van een gebouw op de campus hielp bij het oplossen van een zes decennia oud ruimtemysterie rond geladen deeltjes die vastzaten in de stralingsgordels van de aarde.

De twee nieuwe CubeSats zullen voortbouwen op die groeiende expertise, zei Bos. CSIM is een compactere versie van een wetenschappelijk instrument dat LASP heeft ontworpen voor de Total and Spectral Solar Irradiance Sensor (TSIS-1), die momenteel gegevens verzamelt van buiten het internationale ruimtestation.

Tijdens zijn tijd in een baan om de aarde, CSIM wijst naar de zon, het volgen van veranderingen in de energie die de ster naar de aarde stuurt. Die verschuivingen, inclusief 11 jaar durende dips en pieken in de activiteit van de zon, kan een grote rol spelen bij het vormgeven van het klimaat op aarde.

Blue Canyon-technologieën, een bedrijf gevestigd in Boulder en opgericht door alumni van CU Boulder, bouwde het ruimtevaartuig, en de missie wordt geleid door Erik Richard, een onderzoeksmedewerker bij LASP.

Zonnevlammen

MinXSS-2 is een vervolg op MinXSS, die in 2016 werd ingezet en ongeveer een jaar in bedrijf was. MinXSS-2 zal veel langer in een baan om de aarde blijven - tot vijf jaar - maar zal ook informatie verzamelen over "zachte" röntgenstralen die afkomstig zijn van de zon. Deze hoogenergetische straling zou nieuwe informatie kunnen onthullen over hoe de magnetische velden van de zon draaien en breken, mogelijk enorme uitbarstingen van geladen deeltjes naar de aarde sturen.

Dergelijke uitbarstingen kunnen satellieten in een baan om de aarde beschadigen en verstoringen veroorzaken in elektriciteitsnetten op de grond, zei Bos.

"MinXSS-2 houdt de fysica van deze uitbarstingen in de gaten om te bepalen waarom deze energie zo explosief vrijkomt, " hij zei.

Als de satelliet volgende week wordt gelanceerd, het zal ook het hoogtepunt zijn van een aantal jaren hard werken door studenten van CU Boulder die hebben geholpen bij het plannen en samenstellen van MinXSS-2. Omdat CubeSats relatief snel te bouwen zijn, ze maken geweldige leermiddelen, zei Bos.

Het ontwikkelen van een CubeSat is "een driejarig programma, " zei hij. "Studenten kunnen binnenkomen en het hele ding doen. Ze kunnen helpen bij het ontwerpen, bouwen en vliegen binnen hun studentencarrière. Met grote satellieten, dat kun je niet doen."