Мы привыкли к подходу «большого корабля» к исследованию нашей Солнечной системы. Такие зонды, как Вояджеры, Моряки и Пионеры, написали свое место в истории освоения космоса. Такие миссии, как Кассини и Юнона, продолжают эту работу. Но технологический прогресс означает, что Nanosats и Cubesats могли бы написать следующую главу в исследовании нашей Солнечной системы.
Наносаты и кубесаты отличаются от зондов прошлого. Они намного меньше и дешевле, и они предлагают некоторую гибкость в нашем подходе к исследованию Солнечной системы. Наносат определяется как спутник с массой от 1 до 10 кг. CubeSat состоит из нескольких кубов размером примерно 10 см³ (10 см x 10 см x 11,35 см). Вместе они обещают быстро расширить наше понимание Солнечной системы гораздо более гибким способом.
НАСА работает над небольшими спутниками в течение нескольких лет, и эта работа начинает приносить серьезные плоды. Группа ученых из JPL предсказывает, что к 2020 году в нашей Солнечной системе будет работать 10 CubeSats в глубоком космосе, а к 2030 году их будет 100. НАСА, как обычно, разрабатывает технологии NanoSat и CubeSat, но также и частные компании, такие как Clyde Space в Шотландии.
Клайд Спейс из Клайд Спейс на Вимео.
НАСА построило 2 межпланетных следопыта NanoSpacecraft в соответствующей среде (INSPIRE), которые будут запущены в 2017 году. Они продемонстрируют то, что НАСА называет «революционной способностью CubeSats в дальнем космосе». Они будут выведены на околоземную орбиту, чтобы показать, что они могут противостоять суровым условиям космоса и могут эффективно управлять, ориентироваться и общаться.
Следом по следам INSPIRE будет CubeSats Mars Cube One (MarCO). MarCO продемонстрирует один из наиболее привлекательных аспектов CubeSats и NanoSats: их способность путешествовать с более крупными миссиями и расширять возможности этих миссий.
В 2018 году НАСА планирует отправить на Марс стационарную посадочную площадку, которая называется «Исследование интерьера» с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла (InSight). MarCO CubeSats будет рядом для поездки и будет действовать в качестве ретранслятора связи, хотя они не нужны для успеха миссии. Они будут первыми CubeSats, отправленными в дальний космос.
Итак, каковы конкретные цели для этого нового класса малых зондов? Приложения для NanoSats и CubeSats в изобилии.
Миссия Europa Clipper в НАСА, запланированная на 2020-е годы, скорее всего, будет иметь в своем распоряжении CubeSats, так как она тщательно изучает Европу для условий, благоприятных для жизни. НАСА заключило контракт с 10 академическими институтами на изучение CubeSats, которое позволит миссии приблизиться к замерзшей поверхности Европы.
Астероидный зонд AIM ESA будет запущен в 2020 году для изучения бинарной астероидной системы, называемой системой Didymos. AIM будет состоять из основного космического корабля, небольшого спускаемого аппарата и как минимум двух CubeSats. CubeSats будет действовать как часть сети связи в открытом космосе.
Сложная среда Венеры - это еще один мир, в котором CubeSats и NanoSats могут сыграть заметную роль. Многие миссии используют гравитационную помощь с Венеры, когда они направляются к своей главной цели. Небольшой размер NanoSats означает, что один или несколько из них могут быть выпущены на Венере. Густая атмосфера на Венере дает нам возможность продемонстрировать аэрокосмический захват и вывести NanoSats на орбиту вокруг нашей соседней планеты. Эти NanoSats могли бы изучить атмосферу Венеры и отправить результаты обратно на Землю.
Но предложенный NanoSWARM может быть самой эффективной демонстрацией мощи NanoSats. Миссия NanoSWARM будет иметь флот малых спутников, отправленных на Луну с определенным набором целей. В отличие от других миссий, где NanoSats и CubeSats будут частью миссии, сосредоточенной вокруг больших полезных нагрузок, NanoSWARM будет только маленькими спутниками.
NanoSWARM - это дальновидная миссия, которая пока является лишь концепцией. Это будет флот CubeSats, вращающийся вокруг Луны и решающий вопросы о планетарном магнетизме, поверхностных водах на безвоздушных телах, космическом выветривании и физике мелкомасштабных магнитосфер. NanoSWARM будет предназначаться для объектов на Луне, называемых «вихрями», которые представляют собой элементы с высоким альбедо, связанные с сильными магнитными полями и низкой поверхностной водой. NanoSWARM CubeSats выполнит первые приповерхностные измерения потока солнечного ветра и магнитных полей на вихрях.
У NanoSWARM будет архитектура миссии, называемая «многодетной матерью». Материнский корабль выпустит два комплекта CubeSats. Один набор будет выпущен с траекториями удара и будет собирать данные о магнетизме и потоках протонов вплоть до удара. Второй набор будет вращаться по орбите Луны для измерения нейтронных потоков. Результаты NanoSWARM многое расскажут нам о геофизике, летучем распределении и физике плазмы других тел, в том числе планет земной группы и астероидов.
Любители космоса знают, что зонды Voyager обладали меньшей вычислительной мощностью, чем наши мобильные телефоны. Общеизвестно, что наша электроника становится все меньше и меньше. Мы также совершенствуемся во всех других технологиях, необходимых для CubeSats и NanoSats, таких как батареи, солнечные батареи и электрораспылительные двигатели. По мере продолжения этой тенденции можно ожидать, что наноспутники и кубы будут играть все более важную роль в освоении космоса.
И будьте готовы к NanoSTORM.
