مكعبات: مستكشفات الفضاء المصغرة

CubeSats هي أقمار صناعية صغيرة بنيت لأغراض محددة مثل التصوير الفضائي أو الاختبار التكنولوجي. هذه السواتل النانوية أصغر بكثير من الأقمار الصناعية التقليدية للطقس والاتصالات ، وهي سهلة نسبيًا في البناء والبدء باستخدام المكونات الجاهزة. إن سهولة البناء هذه وتكلفتها غير المكلفة تجعل الوصول السهل والرخيص للمساحة للطلاب والشركات الصغيرة والمؤسسات الأخرى.

طورت وكالة ناسا CubeSats كجزء من برنامج لاستخدام السواتل النانوية في مشاريع البحث الصغيرة التي يمكن يتم التخطيط لها وبناءها من قبل الطلاب وأعضاء هيئة التدريس والمؤسسات الصغيرة التي لا تستطيع عادةً شراء الإطلاق زمن. يتم استخدامها في المقام الأول من قبل الجامعات ومعاهد البحث والشركات الصغيرة. CubeSats صغيرة وسهلة الإطلاق. إنها مصممة لتناسب الأبعاد القياسية لسهولة الاندماج في مركبة الإطلاق. أصغرها 10 × 10 × 11 سنتيمترًا (يشار إليها باسم 1U) ويمكن زيادتها إلى 6U في الحجم. عادة ما تزن CubeSats أقل من 3 أرطال (1.33 كجم) لكل وحدة. أكبرها ، الأقمار الصناعية 6U ، حوالي 26.5 رطل (12 إلى 14 كجم). تعتمد كتلة كل CubeSat على الأدوات التي تحملها وطريقة الإطلاق المطلوبة.

من المتوقع أن تقوم CubeSats بالمناورة من تلقاء نفسها خلال مهامها وتحمل أدواتها وأجهزة الكمبيوتر المصغرة الخاصة بها. ينقلون بياناتهم إلى الأرض ، ليتم التقاطها من قبل وكالة ناسا والمحطات الأرضية الأخرى. يستخدمون الخلايا الشمسية للطاقة ، مع تخزين بطارية على متن الطائرة.

تكلفة CubeSats صغيرة نسبيًا ، وتبدأ تكاليف البناء من حوالي 40000 إلى 50000 دولار. تنخفض تكاليف الإطلاق إلى أقل من 100000 دولار لكل جلس ، خاصة عندما يمكن إرسال عدد منها إلى الفضاء على منصة إطلاق واحدة. في السنوات الأخيرة ، رفعت بعض عمليات الإطلاق العشرات من CubeSats إلى الفضاء دفعة واحدة.

في ديسمبر من عام 2013 ، قام الطلاب في مدرسة توماس جيفرسون الثانوية للعلوم والتكنولوجيا في الإسكندرية ، فرجينيا ، ببناء أول قمر صناعي صغير من نوعه باستخدام أجزاء من الهاتف الذكي. القمر الصناعي الصغير ، يسمى "PhoneSat، "تصور لأول مرة وكالة ناسا كوسيلة لاختبار السواتل النانوية المجهزة بتقنية الهواتف الذكية.

منذ ذلك الوقت ، حلقت العديد من CubeSats الأخرى. تم تصميم وبناء العديد من قبل طلاب الجامعات والمؤسسات الصغيرة المهتمة في الحصول على مساحة للأنشطة التعليمية والعلمية. لقد كانت طريقة ممتازة للطلاب لتعلم كيفية بناء وإدارة المشاريع العلمية ، وللجامعات وغيرها للمشاركة في التجارب في الفضاء مع المستكشفين الصغار.

في جميع الحالات ، تعمل مجموعات التطوير مع وكالة ناسا للتخطيط لمهامها ، ثم التقدم بطلب للحصول على وقت الإطلاق ، تمامًا كما يفعل أي عميل آخر. كل عام ، تعلن وكالة ناسا عن فرص CubeSat لمجموعة متنوعة من المشاريع التقنية والعلمية. منذ عام 2003 ، تم إطلاق المئات من هذه الأقمار الصناعية الصغيرة ، لتوفير بيانات علمية لكل شيء من راديو الهواة والاتصالات السلكية واللاسلكية إلى علوم الأرض ، علوم الكواكب ، علوم الغلاف الجوي وتغير المناخوالبيولوجيا واختبار التكنولوجيا. هناك العديد من مشاريع CubeSat قيد التطوير ، تغطي التحقيقات في الاستطلاع ، والبيولوجيا ، والدراسات الجوية المستمرة ، ومواد الاختبار لاستخدامها في المركبات الفضائية المستقبلية.

تم إطلاق CubeSats من قبل وكالة الفضاء الروسيةووكالة الفضاء الأوروبية والمنظمة الهندية لأبحاث الفضاء (ISRO) ووكالة ناسا وغيرها. كما تم نشرهم من محطة الفضاء الدولية. جنبا إلى جنب مع التصوير وعروض التكنولوجيا الأخرى ، نشرت CubeSats تكنولوجيا الشراع الشمسي ، وأدوات علم الفلك بالأشعة السينية ، وحمولات أخرى. في 15 فبراير 2017 ، صنعت ISRO التاريخ عندما نشرت 104 سواتل نانوية على متن صاروخ واحد. مثلت هذه التجارب عمل طلاب وعلماء من الولايات المتحدة وإسرائيل وكازاخستان وسويسرا والإمارات العربية المتحدة وسويسرا.

برنامج CubeSat هو طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة للوصول إلى الفضاء. ستركز السواتل النانوية المستقبلية في السلسلة على قياسات الغلاف الجوي للأرض ، وستواصل وصول الطلاب إليها الفضاء ، وفي البداية - مع MarCO CubeSats - ستنشر اثنين من هذه الأقمار الصناعية المصغرة في المريخ مع InSight مهمة. إلى جانب وكالة ناسا ، تواصل وكالة الفضاء الأوروبية دعوة الطلاب لتقديم خطط CubeSat إطلاق محتمل في المستقبل ، وتدريب المزيد من الشابات والشبان ليصبحوا مركبات فضائية في المستقبل المهندسين!