Ein japanischer CubeSat wird den Mond 2020 oder 2021 treffen
– Neuigkeiten vom 12. Mai 2019 –
Letztes Jahr folgten CubeSats MarCO-A und MarCO-A InSight in Richtung Mars. Dies sind die ersten CubeSats, die eine interplanetare Mission durchgeführt haben. Anfang des Jahres haben wir den Kontakt zu ihnen verloren. Dieser erste Erfolg inspiriert alle Weltraumagenturen der Welt. Viele CubeSats werden bald verschiedene Körper des inneren Sonnensystems überfliegen oder umkreisen.
Die japanische Raumfahrtagentur JAXA glaubt, dass CubeSats auch auf einen Himmelskörper aufprallen oder auf ihm landen kann. 2020 oder 2021 wird das Raumschiff Orion zu einer unbemannten Mission rund um den Mond aufbrechen. Es sollte ein Dutzend CubeSats starten. Unter ihnen wird der Semi-Impaktor OMOTENASHI sein. Dieser japanische CubeSat mit 6 Einheiten und einem Gewicht von 14 Kilogramm wird ohne vorherige Umlaufbahn auf eine Impaktor-Flugbahn fallen gelassen. Es wird ein kleiner Motor und vier Kilo Treibmittel an Bord gehen. Dieser Motor muss OMOTENASHI bis zum völligen Stillstand auf einigen hundert Metern Höhe abbremsen. Der kleine Lander muss seine Reise im freien Fall beenden. Der endgültige Aufprall wird von einem Airbag absorbiert.
Wenn alles funktioniert, kann ein sehr kleines 700-Gramm-Modul mithilfe seines Funksenders die Mondlandung bestätigen. Die Mission sollte auch in der Lage sein, etwas Wissenschaft hervorzubringen. Im CubeSats platzierte Beschleunigungsmesser untersuchen den Aufprall, der einige Informationen über die mechanischen Eigenschaften der Mondoberfläche liefern soll. OMOTENASHI könnte auch Messungen der Bodenstrahlung durchführen.
Vielleicht werden ähnliche CubeSats von massiven Raumsonden in das äußere Sonnensystem verschleppt. Sie könnten die gefährlichsten Missionen erhalten, ohne die Hauptmission zu gefährden, z. B. das Überqueren der Enceladus-Geysire oder den Versuch, die Oberfläche Europas zu berühren. Wenn die wissenschaftliche Rückkehr vielversprechend ist, könnte eine Weltraumagentur versuchen, eine solche Mission zu entwickeln.
Neues Triebwerk für CubeSat könnte die Weltraumforschung revolutionieren
– Nachrichten vom 14. August 2018 –
Im vergangenen Mai ist der Insight-Lander zum Mars aufgebrochen. Er begann mit zwei CubeSats, die für die Weiterleitung der Kommunikation während der Landung auf dem roten Planeten, MarCO-A und MarCO-B verantwortlich waren. Dies sind die ersten CubeSats, die mit einer interplanetaren Mission beauftragt sind. Sie werden beurteilen, was mit diesem Satellitenformat möglich ist. CubeSats messen einige Dutzend Zentimeter und wiegen meist weniger als 20 Kilo. Das bedeutet, dass sie wirtschaftlich interessant sind. Bis jetzt wurden sie in die niedrige Umlaufbahn gebracht, aber sie konnten die Erforschung des Sonnensystems beschleunigen. Aus diesem Grund beobachten viele wissenschaftliche Teams die Reise von MarCO-A und MarCO-B zum Mars mehrere Monate lang im Weltraum.
Mit solch einer kleinen Größe sind CubeSats jedoch sehr anfällig für Strahlung. Die Wärmeisolierung ist begrenzt, wodurch es nicht möglich ist, den großen Temperaturschwankungen im Raum zu begegnen. Es gibt keinen Platz für ein ausgeklügeltes Navigationssystem oder für große Sonnenkollektoren. Die Mittel zur Kommunikation mit der Erde sind ebenfalls sehr begrenzt. Die Erstellung eines kleinen und leichten CubeSat bringt große Leistungseinbußen mit sich. Der NASA ist es gelungen, eine geeignete Missionsarchitektur zu entwickeln. Beide CubeSats müssen noch bis November überleben, um ihre Mission zu erfüllen. Dies öffnet jedoch den Weg für andere CubeSats, die später außerhalb der Erdumlaufbahn gestartet werden könnten. An der Hampton University in den Vereinigten Staaten von Amerika arbeitet ein Team bereits an einem CubeSat, um die Atmosphäre von Uranus oder Neptun zu untersuchen. Es könnte sich einer größeren Weltraummission anschließen, um seine eigenen Ziele zu erreichen. Die ambitioniertesten Weltraummissionen benötigen immer noch bedeutende Miniaturisierungsbemühungen, aber sie
werden jedes Jahr mehr und mehr realistisch.
Die größte Herausforderung für die CubeSats in der Hoffnung auf interplanetare Missionen ist ihr Antrieb. Ohne eine dedizierte Raketenmaschine können sie keine Kurskorrekturen erwarten, was ihr Einsatzpotenzial stark einschränkt. Aber auf dieser Seite entstehen auch Lösungen. Stellar Exploration ist gerade dabei, ein Treibmittel zu finalisieren, das Hydrazin und Stickstoffperoxid verbrennt. Laut Stellar Exploration könnte das Triebwerk einem 28 Kilogramm schweren CubeSat erlauben, seine Geschwindigkeit um 2 Kilometer pro Sekunde zu ändern. Der Motor wurde mit finanzieller Unterstützung der NASA entwickelt, die sich sehr für ihre Möglichkeiten interessiert. So könnte es ab 2022 eine Weltraummission ausrüsten. Zu diesem Zeitpunkt wird die amerikanische Raumfahrtbehörde die Mission Psyche starten, um den Asteroidengürtel zu erkunden. Die Sonde wird ionischen Antrieb verwenden, um ihr Ziel zu erreichen, aber auf ihrem Weg wird sie über den Planeten Mars fliegen. Es könnte dann die Gelegenheit nutzen, einen CubeSat mit einem Antriebssystem Stellar Exploration fallen zu lassen. Trotz seiner geringen Größe wäre der CubeSat dann in der Lage, autonom in den Marsorbit zu gelangen.
CubeSats und Smallsats revolutionieren bereits die Nutzung der Erdumlaufbahn und könnten die Weltraumforschung revolutionieren. Vielleicht in etwa zehn Jahren wird die Mehrzahl der interplanetaren Missionen Sonden von einigen zehn Kilo zugeschrieben werden.
CubeSats wird verwendet, um den Raum zu erkunden
– Nachrichten vom 28. November 2017 –
Die Größe der CubeSats begrenzt die Optionen für den Antrieb und die Nutzlast, die sie betreten können. Aber das bedeutet nicht, dass wir sie nicht für einfache, aber sehr wirtschaftliche Missionen verwenden können. Dies ist der Standpunkt der Europäischen Weltraumorganisation, die ihre erste wissenschaftliche Sonde für eine Mission jenseits der niedrigen Umlaufbahn mit einem CubeSat entwickelt. Genannt M-Argo, wird es ein großer Würfel von 22 cm Seite und 34 cm lang sein. Seine Aufgabe wäre es, einen Asteroiden zu untersuchen.
Das gewählte Ziel wäre eine Gruppe von Asteroiden, die aus kleinen Körpern bestehen, die sich sehr schnell drehen. Dank dieser Rotation werden sie den Staub entfernen, der normalerweise auf diesen Objekten zu finden ist, was sie bereits zu einem interessanten Ziel macht. Um das Problem des Vortriebs zu lösen, wäre der CubeSat M-Argo Passagier eines Satelliten. Es würde dann mit einem eigenen elektrischen Antriebssystem zu seinem Ziel gelangen. Das Mini-Raumfahrzeug würde sein Ziel mit zwei Instrumenten untersuchen, einem multispektralen Bildwandler und einem Laser-Höhenmesser.
Die Verwendung eines CubeSat für eine solche Mission hat mehrere Vorteile. Zuallererst gibt es den niedrigen Preis, denn das kleinste Kilo kostet ein Vermögen, um ins All zu schicken, noch mehr, wenn wir weiter als die niedrige Umlaufbahn gehen. Mit CubeSats ist es möglich, die Kosten für die Erkundung des Weltraums um den Faktor 10 zu senken. Darüber hinaus können wir uns andere Arten von Missionen vorstellen. Es ist möglich, eine große Anzahl von CubeSats in einer Weltraumrakete zu halten. Für Asteroiden ist dies die Gelegenheit, quantitative Studien durchzuführen, denn anstatt einen Asteroiden zu erforschen, können wir es uns leisten, 10 oder 20 Asteroiden mit so vielen CubeSats zu untersuchen.
Bevor M-Argo und andere ähnliche Missionen ihre Mission beginnen, gibt es noch viel zu tun. Die Miniaturisierung seines Antriebs und seiner Kommunikationsmittel befindet sich noch im experimentellen Stadium. ESA-Ingenieure glauben, dass M-Argo bis 2021 fertig sein kann. Es wird dann notwendig sein, dass eine Mission in sehr großer Höhe, das heißt in Richtung des Lagrange-Punktes, damit beauftragt wird. Es ist bekannt, dass sich die NASA in einer ähnlichen Logik wie das Planetary Science Deep Space-Programm SmallSat Studies befindet, das Missionen für CubeSats jenseits der niedrigen Umlaufbahn und für alle Weltraumforschungsmissionen entwickeln wird.
CubeCab möchte CubeSats-Kunden Flexibilität bieten
– Nachrichten vom 5. September 2017 –
Der Markt für Mikrosatelliten, die CubeSats, wird im nächsten Jahrzehnt explodieren. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, entstehen neue Angebote. Vorerst werden CubeSats in Clustern gestartet. Es erfordert eine Haupt- oder Sekundärnutzlast von mehreren zehn Mikrosatelliten, um einen Start mit einer herkömmlichen Rakete zu rechtfertigen. Aber es dauert oft Jahre, um genügend Ladung in den gewählten Orbit zu bekommen, um einen Start zu rechtfertigen.
CubeCab wurde erstellt, um Lösungen für dieses Problem bereitzustellen. CubeCab möchte einen Launcher vermarkten, der auf Cubesats-Orbits spezialisiert ist, mit der Möglichkeit, Mikrosatelliten nach Einheit zu starten. Dies wird insbesondere die Verzögerung zwischen dem Entwurf des Satelliten und seinem Start in den Orbit um einige Jahre verringern. Es wird stattdessen Monate dauern. Damit das Unternehmen Erfolg hat, müssen natürlich die Startkosten moderat sein. Schauspieler, die CubeSats verwenden, tun dies oft, weil sie sich keinen großen Satelliten leisten können. Um dies zu erreichen, möchte CubeCab eine kleine Rakete entwickeln, die hauptsächlich in 3D gedruckt wird. Es wird in der Lage sein, eine Nutzlast von 5 kg in einer niedrigen Umlaufbahn zu platzieren.
Man muss sich auf die enormen Fortschritte der Miniaturisierung verlassen, die in den letzten Jahren realisiert wurden. Dank dieser Fortschritte interessieren sich immer mehr Menschen für CubeSats, während sie anfangs hauptsächlich für kostengünstige Forschungsprogramme genutzt wurden. Sie haben eine echte kommerzielle Nutzung. Sie ermöglichen auch vielen Ländern mit begrenzten Mitteln den Zugang zum Weltraumsektor. Zum Beispiel waren die ersten nationalen Satelliten der Mongolei oder der Slowakei CubeSats.
CubeCab hat mehrere Vorteile: Die Umlaufzeit des Satelliten zu reduzieren und ihn auf die von den Kunden gewünschte Umlaufbahn zu bringen. In der Tat sind die CubeSats im Moment bestenfalls sekundäre Ladungen, die beim Start eines größeren Satelliten toleriert werden. Wenn Sie einen CubeSat starten wollen, müssen Sie ihn beim Start eines anderen Satelliten einbetten, indem Sie versuchen, so gut wie möglich auf der gewünschten Umlaufbahn zu bleiben. Die Fähigkeit, genau seine Umlaufbahn zu wählen, sollte viele Kunden ansprechen. Der dritte Vorteil, den CubeCab seinen Kunden bieten möchte, ist ein Preis, der viel niedriger ist als der eines Starts mit einer konventionellen Rakete. Das Unternehmen plant, mehrere hundert Starts pro Jahr durchzuführen.
Bild von der NASA [Public Domain], über Wikimedia Commons
Quellen
