MarCO: Pienet kuutiosatelliitit Marsiin
Taiteilijan esittämä Mars Cube One (MarCO) -kaksi -avaruusalus, joka lentää Marsin yli maan etäisyydellä. Kuva kauttaNASA/JPL.
KauttaNASA/JPL
Kaksikymmentä vuotta sitten yliopistot käyttivät opetusvälineenä CubeSatsia - luokka boksi -satelliitteja, jotka olivat riittävän pieniä reppuun. Yksinkertaisempia, pienempiä ja halvempia kuin perinteiset satelliitit, ne ovat tehneet tilasta entistä helpommin yksityisten yritysten ja tiedevirastojen saataville.
Tänä kesänä NASA on lentänytkaksi ensimmäistä seuraavan sukupolven CubeSatsia syvään avaruuteen. He ovat parhaillaan matkalla Marsiin ja jäävät tuhansien kilometrien taakse InSight -avaruusaluksen taakse. InSight ja sen CubeSat-tagit ovat jo yli puolivälissä Red Planetia.
Mini-tehtävä, nimeltään Mars Cube One (Runko), on jo osoittanut, että tämä avaruusalusten luokka voi selviytyä syvän avaruuden ympäristössä. Seuraavaksi se testaa pienikokoisen viestintätekniikan käyttöä datan välittämiseen, kun InSight yrittää laskeutua marraskuussa. Laskutietojen välittäminen on yksi NASAn kiertoradan tehtävistä, ja se tallentaa InSightin laskeutumisen; insinöörit oppivat enemmän jokaisesta laskeutumisyrityksestä. MarCO testaa, pystyykö tämä tekniikka suorittamaan välitystyön tulevia tehtäviä varten.
Insinööri Joel Steinkraus käyttää auringonvaloa testatakseen aurinkopaneeleita yhdellä Mars Cube One (MarCO) -aluksella. Kuva kauttaNASA/JPL-Caltech.
Tehtävänsä suorittamiseksi MarCO-laitteilla on pienikokoisia korkean vahvistuksen antenneja ja radioita, jotka voivat kommunikoida maan kanssa noin 150 miljoonan mailin (150 miljoonan kilometrin) etäisyydeltä. Niiden käyttövoimajärjestelmät pystyvät ohjaamaan kohti Marsia; jokainen MarCO suoritti toisen ohjausliikkeensä elokuussa. Heillä on jopa värikamerat, joista yksi otti ensimmäisen kuvan Maan ja kuun CubeSatista - todiste siitä, kuinka pitkälle tämä tekniikka on kirjaimellisesti edennyt.
MarCO on edelleen kokeellinen. Sen tarkoituksena on osoittaa, että avaruusalusteknologia voidaan kutistaa pieneen pakettiin ja silti tehdä jotain hyödyllistä syvässä avaruudessa. Ja vaikka CubeSats ei koskaan kilpaile NASA: n tavallisesti lentävien suurempien ja monimutkaisempien avaruusalusten kanssa, MarCO -avaruusalukset ovat edelläkävijöitä uuden luokan robottitutkinnassa.
Jakob Van Zyl on aurinkokunnan tutkimusosaston johtaja NASAn suihkukoneiden laboratoriossa Pasadenassa, Kaliforniassa. Hän sanoi:
Toivomme, että MarCO voisi auttaa demokratisoimaan syvää avaruutta. Tekniikka on riittävän halpaa, jotta voisit kuvitella avaruuteen tulevia maita, jotka eivät olleet pelaajia aiemmin. Jopa yliopistot voivat tehdä tämän.
yhden kahden MarCO -avaruusaluksen llustraatio, jossa on joitain keskeisiä osia merkitty. Etukansi jätetään ulkopuolelle, jotta voidaan näyttää joitakin sisäisiä osia. Antennit ja aurinkopaneelit ovat käytössä. Kuva kauttaNASA/JPL-Caltech.
Polunhakijoiden perintö
JPL aloitti ja rakensi MarCOn, vain yhden laboratorion kehittämistä monista CubeSat -projekteista. JPL on luonnollinen paikka isännöidä CubeSatsia: Lab rakensi ensimmäisen Yhdysvaltain satelliitin Explorer 1, joka löysi Van Allenin säteilyvyöt vuonna 1958. Toisin kuin CubeSat, se oli pieni alkeellinen avaruusalus. Yhdysvaltojen avaruusohjelman historia seurasi sen jälkiä.
JPL rakensi myöhemmin Mars-minikulkuneuvon nimeltä Sojourner, joka otti vauvan askeleet vuonna 1997 ja osoittautui NASAn Spirit-, Opportunity- ja Curiosity-rovers-koeajoiksi.
Innovaatiot alkavat usein pathfinder -tekniikalla, Van Zyl sanoi. Kun insinöörit osoittavat, että jotain voidaan tehdä, seuraavat tieteelliset tehtävät. Van Zyl sanoi:
Innovaatioiden osalta MarCO kuuluu samaan luokkaan kuin Explorer 1 ja Sojourner. Kysymys kuuluu: Voimmeko käyttää CubeSatsia enemmän tieteeseen? Ei kaikki tiede, koska ne ovat liian rajallisia kantaakseen monia välineitä. Mutta tämä tekniikka luo keinon ihmisille tehdä tiedettä paljon pienemmillä investoinneilla veronmaksajille.
NASA on jo sitoutunut vastaamaan kysymykseen. Thomas Zurbuchen, viraston tiedeoperaatio -osaston apulaispäällikkö, on CubeSatsin kannattaja; viime kuussa hän ilmoitti, että NASA rahoittaa vuosittain 100 miljoonan dollarin arvosta SmallSat -tiedetehtäviä.
Taiteilijan esittämä kaksois Mars Cube One (MarCO) -avaruusalus, kun ne lentävät syvän avaruuden läpi. Kuva kauttaNASA/JPL-Caltech.
Valmistautuminen tuleviin CubeSats -ohjelmiin
MarCO on jo luonut perustan tulevalle tutkimukselle pienillä avaruusaluksilla. John Baker on JPL: n pienistä avaruusaluksista vastaava ohjelmapäällikkö. Baker sanoi:
Lähes kaikkia MarCO: n ominaisuuksia mukautetaan käytettäväksi tulevissa avaruusaluksissa. Ja monet osat alkoivat kaupallisen kumppanin tuotteesta, jota muutettiin.
MarCO: n kaupallisten kumppanien roolia ei voi liioitella. Sen aurinkopaneelit, kamerat, ilmailutekniikka, käyttövoimajärjestelmät ja asennonohjausjärjestelmät toimittivat kaikki kaupalliset urakoitsijat. Yksi CubeSatsin eduista on, että ne voivat käyttää standardoituja osia ja järjestelmiä, jolloin yksityiset yritykset voivat alentaa uuden tekniikan hintaa. Halvemmat avaruusalukset tarkoittavat myös, että insinöörit voivat ottaa enemmän suunnitteluriskejä ja testata tätä tekniikkaa avaruudessa.
Van Zyl sanoi, että MarCOn päätavoite oli todistaa, että CubeSats selviytyy ankarasta matkasta syvään avaruuteen. MarCO -tiimi voi valita kyseisen ruudun luettelostaan.
He ovat jo keskittyneet seuraavaan tavoitteeseensa: Mars on vain muutaman kuukauden ja 110 miljoonan kilometrin päässä.
Bottom line: MarCo -avaruusalus, pienet kuutioidut satelliitit, ovat matkalla Marsiin.