깊은 탐험을 위한 작은 Cubesats 세트

달의 손전등 임무

2018년에 발사될 예정인 NASA의 Lunar Flashlight cubesat은 반사된 햇빛을 영구적으로 그림자가 있는 달 분화구에 비추어 물 얼음을 사냥할 것입니다. (이미지 제공: 태양계 탐사 연구 가상 연구소)

작은 우주 탐사선이 지구의 이웃에서 거대한 도약을 할 예정입니다.



작고 경제적인 '큐베샛'은 이미 궤도에서 우리 행성을 주시하고 있습니다. 그러나 이러한 자그마한 우주선은 연구원들이 달, 소행성 및 기타 먼 천체를 연구하고 탐사하는 데 도움이 되는 깊은 우주로 밀어내기 시작하려고 합니다.

캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트 추진 연구소(JPL)의 로버트 스테엘은 큐브샛이 '몇 가지 새로운 종류의 측정이 가능하고 경우에 따라 완전히 새로운 임무를 수행할 수 있게 하는' 흥미롭고 새로운 도구라고 말했습니다. 행성간 정육면체의 가능성과 잠재력을 조사하는 2013년 연구를 주도했습니다. [ Cubesats: 작고 다재다능한 우주선 설명 (인포그래픽) ]

작고 저렴하며 효율적

의 기본 빌딩 블록 큐브샛 각 변이 4인치(10센티미터)인 정육면체입니다. 이러한 블록 하나만으로 구성된 위성을 1U('one unit'의 줄임말) 큐브샛이라고 합니다. 그 중 두 개 또는 세 개를 결합한 것은 각각 2U와 3U입니다.

이 우주선은 모두 작습니다. 3U 큐브셋도 빵 한 덩어리보다 크지 않습니다. 그러나 컴퓨터 및 휴대전화 산업을 추진하는 전자 기술의 발전 덕분에 큐브샛은 전통적인 우주선에 비해 매우 저렴한 가격으로 상당히 유능한 기계가 될 수 있습니다.

예를 들어 NASA의 Ames Research Center는 전화위성 기성 스마트폰을 1U 큐브샛의 제어 시스템으로 사용합니다.

전화 선구자의 이름을 따서 Alexander, Graham, Bell이라는 이름을 가진 최초의 PhoneSats 세 개는 2013년 4월에 지구 저궤도에 발사되었습니다. 각 위성의 건설 비용은 약 3,500달러라고 NASA 관계자는 말했습니다. 버전 2.4로 알려진 또 다른 PhoneSat은 2013년 11월에 출시되었으며 PhoneSat 2.5는 2014년 4월에 출시되었습니다.

PhoneSat은 기능 우주선이 소비자 등급 전자 제품을 기반으로 할 수 있음을 보여주는 것을 목표로 하는 시연 프로그램인 반면, 다른 많은 큐브 위성은 이미 지구를 연구하고 있으며 상업적 사용을 위해 데이터를 전송하고 있습니다.

그 중에는 샌프란시스코에 기반을 둔 신생 기업인 Planet Labs(설립자 중 몇 명의 주요 PhoneSat 플레이어 포함)가 구축한 3U 큐브인 'Doves'가 있습니다. 비둘기는 지구 궤도에서 3~5미터(10~16.5피트)의 해상도로 이미지를 캡처한다고 Planet Labs 담당자는 말합니다.

이 회사는 2013년 4월에 처음 두 개의 Doves를 출시한 후 71개를 더 로프트했으며, 다양한 고객이 지구에 대한 정보를 훨씬 더 쉽게 액세스할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다. (2014년 10월 Orbital Sciences의 Antares 로켓이 이륙한 지 몇 초 만에 폭발하여 추가로 26개의 Doves를 잃었습니다.) [ 갤러리: 태양계의 심우주 탐사선 ]

아티스트

NASA의 Near-Earth Asteroid Scout 큐브에 대한 아티스트의 개념은 지구에서 멀리 떨어진 우주 암석을 연구하고 있습니다.(이미지 제공: NASA)

깊은 우주 탐험

따라서 큐브샛은 이미 지구 궤도에 존재하고 있으며 그 수와 영향력은 분명히 증가할 것입니다. 그러나 연구원들은 가까운 장래에 이 작은 우주선을 훨씬 더 멀리 보내기 위해 노력하고 있습니다.

길을 닦는 데 도움이 될 한 프로젝트는 지구 탈출 궤적에서 두 개의 동일한 3U 큐브를 발사할 INSPIRE(Interplanetary NanoSpacecraft Pathfinder In Relevant Environment) 임무입니다. 계획에 따르면 우주선은 3개월의 임무 기간 동안 지구에서 약 930,000마일(150만 킬로미터) 떨어진 거리에 있습니다.

INSPIRE 정육면체는 각각 자력계와 이미저를 탑재하고 있으며, 미션 팀원들은 우주선이 이 우주선의 미세한 구조를 특성화하기를 원합니다. 태양풍 . 그러나 INSPIRE는 주로 큐브샛이 집에서 멀리 떨어진 곳에서 생산적인 작업을 수행할 수 있음을 보여주는 것을 목표로 하는 기술 시연입니다.

JPL의 임무 책임 조사관 Andrew Klesh는 'INSPIRE의 목표는 매우 간단합니다. 생존, 통신 및 탐색입니다. '당신이 깊은 우주를 탐험하는 데 필요한 기술을 보면, 다른 무엇보다 먼저 이 세 가지가 있습니다.'

두 개의 INSPIRE 우주선이 모두 제작되었으며 현재 로켓에 할당되기를 기다리고 있다고 Klesh는 말했습니다. (큐브 위성은 2차 탑재체로 날아갈 것입니다.) 그는 이 임무에 총 550만 달러가 소요된다고 덧붙였습니다. 이는 기존의 심우주 노력에 비해 매우 저렴하지만 지구 궤도에서 사용하기 위해 큐브 위성을 설계하는 일반적인 대학 주도 프로젝트보다 비쌉니다.

Klesh는 '우리는 새로운 체제를 확인하고 있으며 여기까지 오기 위해 개발해야 하는 많은 새로운 기술을 가지고 있었습니다.'라고 Klesh가 말했습니다.

소행성, 화성과 달

INSPIRE 듀오가 지구 궤도를 벗어나는 첫 번째 큐브샛이 될 가능성이 높지만 다른 여러 자작곡선이 거의 뒤를 이을 것입니다.

예를 들어, 2개의 6U 큐브위성이 2016년 3월 NASA의 Mars InSight 착륙선 임무와 함께 발사되어 그해 9월에 있을 탐사선의 진입, 하강 및 착륙 단계 동안 통신을 지구로 다시 전달할 수 있습니다.

그리고 최소 3개의 6U 큐브위성이 NASA의 SLS(Space Launch System) 메가로켓의 첫 비행에서 발사될 예정이며, 이는 2018년에 기관의 오리온 캡슐을 무인 달 일주에 보낼 예정입니다. (11개의 6U 큐브위성을 위한 공간이 있습니다. 비행, 그러나 지금까지 단 3개만 발현되었다.)

이 세 우주선인 Lunar Flashlight, NEA(Near-Earth Asteroid) Scout 및 BioSentinel은 모두 깊은 우주를 탐험할 것입니다.

아티스트

NASA의 Biosentinel Cubesat에 대한 예술가의 삽화는 깊은 공간에 있습니다.(이미지 제공: NASA)

BioSentinel은 태양 주위를 돌고 온보드 효모 세포의 DNA에 대한 방사선의 영향을 측정합니다. 한편 NEA Scout는 860평방피트(80평방미터)를 사용합니다. 솔라 돛 지구 근처의 소행성을 연구하고 탐사하기 위해. 2000만 달러, 2.5년 길이의 이 임무는 저비용의 우주 암석 정찰 방법을 시연하기 위한 것이라고 팀원들은 말했습니다.

Lunar Flashlight는 동일한 태양 돛을 사용하여 달 궤도에 진입합니다. (실제로, 태양 항해는 추진제를 위한 공간이 별로 없는 큐브위트가 장거리를 여행할 수 있는 유망한 방법으로 간주됩니다. NASA의 NanoSail-D 큐브샛은 2011년 1월에 지구 궤도에 하나를 배치했습니다.) 그런 다음 그 돛을 사용할 것입니다. 거울처럼 반사된 햇빛이 영구적으로 그늘진 분화구로 내려와 미래의 달 탐험가가 접근할 수 있는 물을 찾습니다.

'보내고 싶다면 달에 인간 앨라배마주 헌츠빌에 있는 NASA 마샬 우주 비행 센터의 달 손전등 수석 연구원인 바바라 코헨은 지난달 말 우주국의 FISO(Future In-Space Operations) 작업 그룹에 대한 프레젠테이션.

행성간 정육면체는 무엇을 할 수 있습니까?

전자 장치의 소형화가 아무리 빨리 진행되더라도 큐브샛은 NASA의 카시니 궤도선이나 올 7월 명왕성이 날아갈 NASA의 뉴 호라이즌 우주선과 같은 대형 탐사선만큼 많은 능력을 탑재할 수 없을 것입니다. 따라서 Staehle, Klesh 및 Cohen은 큐브샛이 전통적인 행성간 우주선을 대체하는 것을 보지 못합니다.

Staehle는 demokratija.eu과의 인터뷰에서 '나는 그 기여가 근본적으로 그리고 초기에 오늘날 우리가 갖고 있는 능력의 증대가 될 것이라고 생각합니다. '자동차가 말이 끄는 마차를 대체하는 것과는 다릅니다. 그것은 자동차의 개선과 더 비슷합니다.'

그는 큐브샛이 대형 모 우주선에 의해 멀리 떨어진 곳으로 운반된 다음 다양한 위험한 미니 임무를 수행하기 위해 배치되는 것을 상상합니다. 토성 위성 Enceladus의 남극에서.

Klesh도 큐브샛이 먼 곳에서 위험한 일을 할 것이라고 생각합니다.

그는 그들이 기회를 잡고 싶은 곳이면 어디든 가는 것을 봅니다. 그래서, 탐험의 정신으로 정말로 수행하고 있습니다. 당신은 아직 환경에 대해 잘 모르지만 어쨌든 거기에 무엇이 있는지 보고 싶어합니다.'

Staehle는 큐브샛 플릿이 여러 위치에서 동시에 측정을 수행할 수도 있다고 말했습니다.

'우주 물리학의 경우 자기장, 플라즈마 및 이와 함께 수행되는 모든 다양한 측정의 공간적 변동성으로부터 시간을 분류할 수 있습니다. 이는 단일 플랫폼에서는 불가능합니다.'라고 그는 말했습니다.

물론 큐브샛이 깊은 우주에서 무엇을 할 수 있을지는 두고 볼 일이다. 이것이 INSPIRE, NEA Scout, BioSentinel, Lunar Flashlight 등이 자리를 잡고 있는 큰 이유입니다.

Cohen은 FISO 프레젠테이션에서 행성간 큐브위성 임무는 '해볼만한 가치가 있다고 생각합니다.'라고 말했습니다. '만약 그들이 제대로 작동한다면, 그들은 우리에게 새로운 능력, 즉 저비용 능력을 제공할 수 있을 것입니다. 그렇지 않은 경우 사용 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.'

트위터에서 Mike Wall 팔로우 @michaeldwall 그리고 구글+ . 팔로우 @Spacedotcom , 페이스북 또는 구글+ . 에 원래 게시됨 스페이스닷컴 .