نصائح

Cubesats: مصغرة مستكشفات الفضاء

Cubesats: مصغرة مستكشفات الفضاء

CubeSats هي أقمار صناعية صغيرة مصممة لأغراض محددة مثل التصوير بالفضاء أو الاختبار التكنولوجي. هذه السواتل الصغيرة متناهية الصغر أصغر بكثير من الأقمار الصناعية التقليدية الخاصة بالطقس والاتصال ، ومن السهل نسبياً بناءها وإطلاقها باستخدام مكونات جاهزة. هذه السهولة في البناء وتكلفتها غير المكلفة تجعل الوصول إلى الفضاء سهل ورخيص للطلاب والشركات الصغيرة والمؤسسات الأخرى.

كيف تعمل CubeSats

قامت ناسا بتطوير CubeSats كجزء من برنامج لاستخدام الأقمار الصناعية متناهية الصغر في المشروعات البحثية الصغيرة التي يمكن تخطيطها وبناؤها من قبل الطلاب وأعضاء هيئة التدريس والمؤسسات الصغيرة التي لا تستطيع عادة شراء وقت الإطلاق. يتم استخدامها بشكل أساسي من قبل الجامعات ومعاهد البحوث والشركات الأصغر. CubeSats صغيرة وسهلة الإطلاق. إنها مصممة لتناسب الأبعاد القياسية لسهولة الاندماج في مركبة الإطلاق. أصغرها هو 10 × 10 × 11 سنتيمترًا (يشار إليها باسم 1U) ويمكن زيادتها لتصبح 6U في الحجم. يزن CubeSats عادة أقل من 3 أرطال (1.33 كجم) لكل وحدة. أكبرها ، أقمار 6 يو ، حوالي 26.5 رطل (12 إلى 14 كيلوغرام). تعتمد كتلة كل CubeSat على الأدوات التي بحوزتها وطريقة الإطلاق المطلوبة.

من المتوقع أن تقوم CubeSats بمناورة بمفردها أثناء مهامها وتحمل أدواتها المصغرة وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بها. ينقلون بياناتهم إلى الأرض ، لتلتقطها ناسا والمحطات الأرضية الأخرى. يستخدمون الخلايا الشمسية للحصول على الطاقة ، مع تخزين البطارية على متن الطائرة.

تكلفة CubeSats صغيرة نسبيًا ، حيث تتراوح تكاليف البناء ما بين 40.000 دولار و 50،000 دولار. تنخفض تكاليف الإطلاق إلى أقل من 100000 دولار لكل جلسة ، خاصةً عندما يمكن إرسال عدد منها إلى الفضاء على منصة إطلاق واحدة. في السنوات الأخيرة ، رفعت بعض عمليات الإطلاق العشرات من CubeSats إلى الفضاء مرة واحدة.

يبني الطلاب أقمار مصغرة

في ديسمبر 2013 ، قام طلاب مدرسة توماس جيفرسون الثانوية للعلوم والتكنولوجيا في الإسكندرية بفرجينيا ببناء أول قمر صناعي صغير من نوعه باستخدام أجزاء من الهاتف الذكي. وقد صممت ناسا قمرها الصغير ، المسمى "PhoneSat" ، كوسيلة لاختبار السواتل الصغيرة النانوية المزودة بتكنولوجيا الهاتف الذكي.

منذ ذلك الوقت ، تم نقل العديد من CubeSats الأخرى. تم تصميم العديد منها وبناؤها من قبل طلاب الجامعات والمؤسسات الصغيرة المهتمة بالحصول على مساحة للأنشطة التعليمية والعلمية. لقد كانت طريقة ممتازة للطلاب لتعلم بناء وإدارة مشاريع العلوم ، وللجامعات وغيرها للمشاركة في التجارب في الفضاء مع المستكشفين على نطاق صغير.

في جميع الحالات ، تعمل مجموعات التطوير مع NASA لتخطيط مهامهم ، ثم التقدم بطلب للحصول على وقت الإطلاق ، تمامًا كما يفعل أي عميل آخر. كل عام ، تعلن ناسا عن فرص CubeSat لمجموعة متنوعة من المشاريع التقنية والعلمية. منذ عام 2003 ، تم إطلاق المئات من هذه الأقمار الصناعية الصغيرة ، مما يوفر بيانات علمية لكل شيء بدءًا من راديو الهواة والاتصالات إلى علوم الأرض وعلوم الكواكب وعلوم الغلاف الجوي وتغير المناخ والبيولوجيا واختبار التكنولوجيا. هناك العديد من مشاريع CubeSat قيد التطوير ، وهي تغطي التحقيقات في الاستطلاع والبيولوجيا والدراسات الجوية المستمرة واختبار المواد لاستخدامها في المركبات الفضائية المستقبلية.

مستقبل CubeSats

تم إطلاق CubeSats بواسطة وكالة الفضاء الروسية ، ووكالة الفضاء الأوروبية ، ومنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) وناسا ، من بين آخرين. كما تم نشرها من محطة الفضاء الدولية. جنبا إلى جنب مع التصوير وعروض التكنولوجيا الأخرى ، نشرت CubeSats تكنولوجيا الشراع الشمسية ، وأدوات علم الفلك بالأشعة السينية ، وغيرها من الحمولات. في 15 فبراير 2017 ، صنعت ISRO التاريخ عندما نشرت 104 نانوية على متن صاروخ واحد. مثلت هذه التجارب عمل طلاب وعلماء من الولايات المتحدة وإسرائيل وكازاخستان وسويسرا والإمارات العربية المتحدة وسويسرا.

برنامج CubeSat هو وسيلة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة للوصول إلى الفضاء. ستركز الأقمار الصناعية النانوية المستقبلية في هذه السلسلة على قياسات الغلاف الجوي للأرض ، ومواصلة وصول الطلاب إلى الفضاء ، وفي أول الأمر - مع Marco CubeSats - ستنشر اثنين من هذه الأقمار الصناعية الصغيرة في المريخ مع مهمة InSight. جنبا إلى جنب مع ناسا ، تواصل وكالة الفضاء الأوروبية دعوة الطلاب لتقديم خطط CubeSat لإطلاق محتمل في المستقبل ، وتدريب المزيد من الشابات والشبان ليصبحوا مهندسي المركبات الفضائية في المستقبل!