Долгое время проектирование и запуск спутников в космос считались исключительной деятельностью крупных космических агентств, государств и компаний с огромными ресурсами.
Сегодня эта реальность развивается.
Появление CubeSats глубоко изменило способ, которым университеты, лаборатории, стартапы и новые космические организации могут разрабатывать орбитальные миссии.
Спутник в нескольких сантиметрах
CubeSat - это спутник, построенный в соответствии со стандартизированной архитектурой, основанной на единицах, называемых «U».
1U CubeSat имеет размеры примерно 10 × 10 × 10 см. Можно собрать несколько блоков, чтобы сформировать более крупные платформы: 2U, 3U, 6U, 12U и более.
Эта стандартизация позволяет уменьшить некоторые сложности, связанные с конструкцией спутника.
Вместо того, чтобы разрабатывать каждый элемент полностью с нуля, команды могут полагаться на компоненты, механические интерфейсы, электронные системы и инфраструктуры запуска, адаптированные к этому формату.
Результат важен: космическая миссия может быть спроектирована с гораздо более ограниченными ресурсами, чем раньше.
Сокращение затрат без устранения сложности
CubeSat небольшой, но миссия CubeSat по-прежнему является настоящей космической миссией.
Необходимо управлять электроснабжением, тепловым контролем, коммуникациями, бортовым компьютером, хранением данных, определением и контролем поведения, встроенным программным обеспечением и полезной нагрузкой.
Однако миниатюризация позволяет использовать гораздо более компактные и энергосберегающие электронные компоненты.
Команды также могут отдельно разрабатывать и тестировать различные подсистемы, прежде чем они будут интегрированы в спутник.
Этот подход делает проекты более доступными для университетов и небольших структур, а также позволяет студентам и молодым инженерам принимать непосредственное участие в проектировании целостной космической системы.
Лаборатории на орбите
Одним из главных интересов CubeSats является их способность служить экспериментальными платформами.
Малый спутник может посадить камеру, научный датчик, демонстратор технологий, систему связи или эксперимент, предназначенный для тестирования новой технологии в космических условиях.
Орбита становится настоящей лабораторией.
Технологию можно разрабатывать на Земле, миниатюризировать, встраивать в спутник и тестировать непосредственно в космической среде.
Такая возможность значительно ускоряет экспериментирование с новыми технологиями.
Новые возможности для университетов
CubeSats также изменили обучение в космической отрасли.
Создание спутника требует объединения нескольких дисциплин: электроника, механика, информатика, телекоммуникации, автоматизация, обработка сигналов, искусственный интеллект, наука о данных и физика.
Таким образом, проект CubeSat становится особенно полной средой обучения.
Студенты больше не работают исключительно над симуляциями или лабораторными прототипами. Они могут участвовать в проекте, окончательная система которого предназначена для фактической работы на орбите.
Это также способ местного развития навыков, которые затем могут быть использованы в других технологических секторах.
Существенная роль наземных станций
Вывод CubeSat на орбиту - это только половина проблемы.
Когда вы окажетесь в космосе, вы должны иметь возможность общаться с ним.
Спутник должен принимать команды с Земли и передавать данные на одну или несколько наземных станций. Для этого нужны антенны, радиосистемы, программное обеспечение для управления и процедуры, позволяющие планировать и выполнять сеансы связи.
Именно здесь космическая связь приобретает первостепенное значение.
CubeSat без подходящей инфраструктуры связи и мониторинга быстро становится сложной платформой для работы.
Развитие сетей наземных станций позволяет увеличить возможности, предлагаемые этими небольшими спутниками.
Возможность для Африки
Для африканских стран, которые хотят расширить свои космические возможности, CubeSats представляют особенно интересный путь.
Они позволяют начать наращивать национальный опыт вокруг конкретных миссий без немедленного наличия инфраструктуры, необходимой для проектирования крупных обычных спутников.
Но целью не должно быть просто "создать небольшой спутник".
Задача состоит в том, чтобы постепенно овладеть всей цепочкой: определением миссии, проектированием подсистем, интеграцией, испытаниями, запуском, коммуникациями, наземным контролем, обработкой данных и научной эксплуатацией.
Именно постепенное освоение цепочки создания стоимости позволяет превратить университетский проект в настоящий космический потенциал.
Для космического агентства RECA
Для космического агентства RECA CubeSats представляют собой особенно интересную технологию в строительстве космической экосистемы Африки.
Они позволяют приблизить студентов, инженеров, исследователей и разработчиков к конкретным проблемам космической промышленности: проектированию бортовых систем, коммуникациям, программному обеспечению, обработке данных и операциям миссии.
Так что CubeSats не делают космос простым.
Они просто делают его доступ более открытым.
И в секторе, где каждая новая возможность часто начинается с первой миссии, эта эволюция может сыграть важную роль в появлении новых космических держав, в том числе на африканском континенте.