במשך זמן רב, עיצוב ושליכת לוויין לחלל היה פעילות שמורשת לסוכנויות חלל גדולות, למדינות ולחברות עם משאבים משמעותיים.
היום, המציאות הזו משתנה.
הופעתם של CubeSats שינתה באופן עמוק את הדרך בה אוניברסיטאות, מעבדות, סטארט-אפים וארגוני חלל חדשים יכולים לעצב משימות אורביטיות.
לוויין שנמצא בתוך כמה סנטימטרים.
CubeSat הוא לוויין שנבנה על פי ארכיטקטורה סטנדרטית המבוססת על יחידות הנקראות U .
CubeSat 1U הוא בערך 10 × 10 ×10 ס"מ. ניתן להרכיב כמה יחידות כדי ליצור פלטפורמות גדולות יותר: 2U, 3U, 6U, 12U ועוד.
סטנדרטיזציה זו מאפשרת להפחית חלק מהמורכבות הקשורה לעיצוב לוויין.
במקום לעצב כל רכיב לגמרי מאפס, הצוותים יכולים לסמוך על רכיבים, ממשקאות מכניים, מערכות אלקטרוניות ותשתיות שיגור מתאימות לצורה זו.
התוצאה חשובה: משימת חלל יכולה להיות מתוכננת עם משאבים מוגבלים הרבה יותר מאשר בעבר.
להפחית את העלות מבלי להוריד את המורכבות
CubeSat הוא קטן, אבל משימת Cube SAT היא עדיין משימת חלל אמיתית.
יש לנהל את הכוח, בקרת החום, תקשורת, מחשב על הסיפון, אחסון נתונים, קביעת התנהגות ושליטה, תוכנות על הסיפונה והמשאית.
עם זאת, המיניאטוריות מאפשרת שימוש בחלקי אלקטרוניים קומפקטיים הרבה יותר וחסכנים יותר באנרגיה.
הצוותים יכולים גם לפתח ולבדוק את הסוב-מערכות השונות בנפרד לפני שילובם עם הלוויין.
גישה זו הופכת את הפרויקטים נגישים יותר לאוניברסיטאות ולבני מבנים קטנים, תוך שמאפשרת לתלמידים ולאנז'נים צעירים להשתתף ישירות בעיצוב מערכת חלל שלמה.
מעבדות במסלול
אחד האינטרסים העיקריים של CubeSats הוא יכולתם לשמש כמכשירים ניסיוניים.
לוויין קטן יכול לשאת מצלמה, חיישן מדעי, מראה טכנולוגי, מערכת תקשורת או ניסוי שנועד לבחון טכנולוגיה חדשה בתנאי חלל.
המסלול הופך למעבדה אמיתית.
טכנולוגיה יכולה להיות מפותחת על פני כדור הארץ, ממוזגת, משולבת בתוך CubeSat ואז נבדקת ישירות בסביבה החלל.
אפשרות זו מאיצה באופן משמעותי את ניסוי הטכנולוגיות החדשות.
שער חדש לאוניברסיטאות
CubeSats גם שינו את החינוך בתחום החלל.
בניית לוויין מחייבת שילוב של תחומים שונים: אלקטרוניקה, מכניקה, מחשבים, טלקומוניקציה, אוטומטיקה, עיבוד אותות, בינה מלאכותית, מדעי נתונים ופיזיקה.
לכן פרויקט CubeSat הופך לסביבה לימודית שלמה במיוחד.
סטודנטים אינם עובדים רק על סימולציות או אב טיפים במעבדה. הם יכולים להשתתף בפרויקט שבו המערכת הסופית נועדה לפעול למעשה במסלול.
זה גם דרך לפתח מיומנויות מקומיות שניתן להשתמש בהן בשדות טכנולוגיים אחרים.
תפקיד חיוני של תחנות קרקע
לשים את CubeSat במסלול זה רק חצי מהבעיה.
ברגע שאתה בחלל, אתה צריך להיות מסוגל לתקשר איתו.
הלוויין צריך לקבל פקודות מכדור הארץ ולהעביר את הנתונים שלו לאחת או יותר תחנות על הקרקע. זה דורש אנטנות, מערכות רדיו, תוכנת בקרה ונהלים כדי לתכנן ולהוציא לפועל את פגישות התקשורת.
כאן תקשורת חלל היא חשובה ביותר.
CubeSat ללא תשתית תקשורת וביקורת מתאימה הופכת במהירות לפלטפורמה קשה לממש.
לפיכך, פיתוח רשתות תחנות קרקע מאפשרים להגדיל את האפשרויות המוצעות על ידי לוויינים קטנים אלה.
הזדמנות לאפריקה
עבור מדינות אפריקאיות המעוניינות לפתח את יכולותיהן בחלל, CubeSats מהוות דרך מעניינת במיוחד.
הם מאפשרים להתחיל לבנות מומחיות לאומית סביב משימות קונקרטיות מבלי צורך מיד בנבנה של תשתיות הדרושות לעיצוב לוויינים קונבנציונליים גדולים.
אבל המטרה לא צריכה להיות פשוט לבנות לוויין קטן.
המשימה היא לשלוט בהדרגה על כל השרשרת: הגדרת המשימה, עיצוב הסוב-מערכות, אינטגרציה, בדיקות, שיגור, תקשורת, בקרה על הקרקע, עיבוד נתונים ופעילות מדעית.
זה הבנה הדרגתית של שרשרת הערך שמאפשרת להפוך פרויקט אוניברסיטאי ליכולת ספציאלית אמיתית.
עבור סוכנות החלל RECA
עבור סוכנות החלל RECA, CubeSats מייצגים טכנולוגיה מעניינת במיוחד בבניית מערכת אקולוגית חלל אפריקאית.
הם מאפשרים לתלמידים, מהנדסים, חוקרים ופיתוחים להכיר את הבעיות הממשיות של תעשיית החלל: עיצוב מערכות על סיפון, תקשורת, תוכנה, עיבוד נתונים ותפעול משימות.
אז CubeSats לא הופכים את החלל פשוט.
הם פשוט עושים את הגישה שלו פתוחה יותר.
ובמרחב שבו כל יכולת חדשה מתחילה לעתים קרובות במשימה ראשונה, התפתחות זו עשויה להיות מרכזית בהופעת מעצמות חלל חדשות, כולל על היבשת האפריקנית.
