CubeSat della NASA e la Cornell

Abbiamo già parlato dell’iniziativa CubaSat della NASA , che vede gruppi di studenti partecipare al lancio di satelliti cubici in miniatura nello spazio. I gruppi di università e istituti scolastici di tutto il territorio statunitense sono stati inclusi in questa iniziativa e i prossimi satelliti saranno lanciati all’inizio del 2019. Di recente, la NASA ha annunciato altri 11 gruppi di ricerca che faranno parte del nono round del programma, tra cui due gruppi della Cornell University. Gli studenti di Cornell hanno utilizzato la tecnologia di stampa 3D nei loro progetti, che hanno chiamato PAN (Pathfinder for Navigation autonomo) e Alpha.

I NASA CubeSats sono nano-satelliti, e quelli più piccoli dovrebbero misurare circa quattro pollici su ciascun lato e pesare meno di tre libbre. Questa dimensione di base viene definita come U, e altri CubeSat più grandi vengono misurati in base ad esso. Il progetto di stampa 3D di Cornell, PAN, è 2x “3U”. Sono progettati per rendere autonomamente un appuntamento e attraccare nell’orbita terrestre bassa. La funzione della missione PAN è di dimostrare il potenziale della tecnologia e di abbassare la barriera di accesso a complesse missioni spaziali, incoraggiando altri piccoli laboratori di ricerca con finanziamenti limitati. I satelliti della squadra parteciperanno anche alla competizione Lunar Derby, con un potenziale montepremi di $ 5 milioni.

I CubeSats saranno lanciati dal più recente razzo della NASA, la Space Launch System (SLS), che è a causa di inviare una navicella Orion senza equipaggio nello spazio profondo nel 2019. Più CubeSats sono in programma per il lancio nel 2020 e 2021. Il lancio dell’iniziativa CubeSat , che iniziato nel 2014, ha finora selezionato 158 nano-satelliti da 39 stati e lanciato 59 missioni separate. Altre selezioni in questo nono round includono progetti di UC Davis e MIT, così come le prime selezioni di Porto Rico e Università del Kansas.

Il gruppo di studenti di Cornell si riferisce a se stesso come Cislunar Explorers ed è diretto da Mason Peck, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale. “Siamo elettrizzati e davvero grati, e ancor più, penso che sia importante per la NASA ispirare la nazione con queste opportunità”, ha affermato. ” Per molti aspetti, livella il campo di gioco, democratizza l’accesso allo spazio. Questa è la NASA che dice: “Anche tu puoi partecipare all’esplorazione dello spazio”.

La tecnologia di stampa 3D ha permesso al team di mettere insieme un sistema di propulsione satellitare molto più economico di quanto sarebbe stato altrimenti possibile. Secondo Stewart Aslan, responsabile del progetto di PAN, “altri piccoli sistemi di controllo della quota satellitare con capacità simili alla nostra in genere costano circa $ 100.000 o più. Abbiamo portato questo costo a $ 2.500 per la nostra missione. ”

Il satellite della squadra è composto da un certo numero di parti hardware disponibili in commercio e componenti stampati in 3D. Un lancio di successo di PAN CubeSat all’inizio del 2019 potrebbe potenzialmente essere innovativo in termini di implicazioni future per le parti satellitari stampate in 3D.

Per quanto riguarda il team Alpha, il loro progetto ha anche fatto uso di una vela di nuova concezione. La vela leggera da 1m x 1m è progettata per funzionare con il microsatellite in modo che si dispieghi automaticamente mentre si trova nello spazio. Una vela leggera è uno strato estremamente sottile di Kapton, un film molto termicamente stabile, che può essere spinto nello spazio dalla pressione di radiazione generata dalla radiazione elettromagnetica. La vela leggera sviluppata dal team Alpha conterrà anche quattro chip-satelliti o “ChipSat” su ogni angolo della vela, che sono un tipo di satellite ancora più piccolo di CubeSats.

Secondo il responsabile del progetto Liam Crotty, “I nostri chip-satelliti consentono il rilevamento [localizzato] di una regione molto ampia di spazio, poiché possono essere distribuiti su una vasta area, inoltre sono così economici che possono essere utilizzati in modo più spericolato … Questo è un nuovo paradigma nell’esplorazione dello spazio. ”

Il lavoro è tutt’altro che concluso, tuttavia sono necessari molti più test e modifiche prima del lancio in poco meno di un anno. Il team PAN si sta concentrando principalmente sulla preparazione del proprio CubeSat per una varietà di condizioni di lancio. “Ogni componente deve essere testato ripetutamente in molte situazioni diverse per assicurarsi che, indipendentemente da ciò che accade dopo il lancio, la navicella funzionerà come previsto”, ha detto Aslan.

Per quanto riguarda la squadra Alpha, la loro sfida principale è quella di alimentare i sistemi di comunicazione cruciali per i loro minuscoli satelliti. ” Semplicemente non abbiamo molto spazio per le celle solari, quindi è difficile generare molta potenza ”, afferma il responsabile del progetto Liam Crotty. ” Come risultato, le nostre trasmissioni radio sono molto deboli e richiede molta potenza di elaborazione da parte del ricevitore per sentire il segnale ”, ha detto Crotty. ” Il team sta lavorando su tecnologie per migliorare la velocità dei dati effettuando un’elaborazione del segnale più sofisticata nelle stazioni riceventi. ”

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