Кубсат

Кубсат ( ← + ) — формат и одноименный проект для унификации спутников Земли искусственного происхождения в классификации по массе, начиная с наноспутников (1—10 кг). Все аппараты формата Кубсат имеют стандартный размер и форму, созданные для сокращения стоимости и сроков изготовления, в целях повышения доступности запусков в космос. Данный формат имеет единицу измерения «унит» () в обозначении «U». Базовый Кубсат в один унит представляет собой аппарат в форме куба со стороной в 10 см, соответственно, его габариты при массе (до 2 кг с оборудованием) . Одно из важных требований к такому формату — монолитность структуры аппарата, без отделяемых частей. Создание кубсатов стало возможным благодаря развитию микроминиатюризации и использовании общепромышленной микроэлектроники для создания космических спутников. После появления формата кубсат появился ещё более малый формат покеткуб ( букв. «карманный куб») весом до и размером (этот размер обозначается как ).

Кубсаты обычно используют шасси-каркас спецификации CubeSat и покупные стандартные комплектующие — COTS-электронику и прочие узлы. Спецификации CubeSat были разработаны в 1999 году и Стэнфордским университетами, чтобы упростить создание сверхмалых спутников. Большую часть спутников CubeSat разработали университеты, но крупные компании, например, Boeing, также спроектировали спутники типа CubeSat. Также формат CubeSat используется для создания частных и радиолюбительских спутников, а формат покеткуб сделал возможным запуск спутников даже отдельными частными лицами.

Формат кубсат сделал широким распространение ; для унификации и координации существует всемирная межуниверситетская программа запуска кубсатов.

Кубсаты имеют стоимость выведения до нескольких десятков тысяч долларов, а покеткубы — до нескольких тысяч долларов.

Кубсаты выводятся, как правило, сразу по несколько (до 70) единиц либо посредством ракет-носителей, либо с борта пилотируемых и автоматических грузовых космических кораблей и орбитальных станций. Несколько компаний предоставляют услуги по выводу кубсатов на орбиту, в частности, ISC Kosmotras и Eurockot. Для размещения на ракете-носителе, космическом корабле или орбитальной станции, запуска и разведения кубсатов американские, итальянские, японские компании разработали многоместные контейнеры-платформы, в том числе с револьверным выводом на орбиту. Также для вывода кубсатов разрабатываются сверхмалые ракеты-носители.

Некоторые кубсаты стали первыми национальными спутниками своих стран.

Спецификации

Термином «CubeSat» обозначаются наноспутники, удовлетворяющие спецификациям стандарта, созданному под руководством профессора (факультет аэронавтики и астронавтики, Стэнфорд). Базовый размер стандарта, называемый 1U, составляет 10×10×10 см при весе не более 1,33 кг (2 кг с оборудованием). Спутники запускаются при помощи различных модулей, например Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD). Стандарт допускал объединение, на первоначальном этапе, 2 или 3 стандартных кубов в составе одного спутника: обозначаются 2U и 3U с размерами 10×10×20 или 10×10×30 см. Один P-POD имеет размеры, достаточные для запуска трёх спутников 10×10×10 см или меньшего количества, общим размером не более 3U. К 2020-м годам, для запуска в космос, спутники комплектуются в сборки. В зависимости от количества аппаратов вес такой сборки составляет от 2 до 24 кг вместе с оборудованием — Кубсат 1U — 12U (унитов), где, в классификации по массе, Кубсат в сборке до 5U — это наноспутники, а от 5U до 12U — это микроспутники (сверхмалые).

На 2004 год спутники в формате CubeSat могли быть изготовлены и запущены на околоземную орбиту за 65−80 тысяч долларов. На 2012 год типичная стоимость запуска CubeSat оценивалась в 40 тысяч долларов (иногда доходя до 80 тыс. $, хотя NASA заявило и о возможности запуска за 20 тысяч $). Несколько покеткубов могут компоноваться и запускаться в контейнерном месте и по цене одного кубсата, то есть за несколько тысяч долларов каждый. Столь низкая стоимость и унификация платформ и комплектующих позволяет разрабатывать и запускать кубсаты университетам и даже школам, небольшим частным компаниям и любительским объединениям, а покеткубы — частным лицам.

Большинство CubeSat имеют один или два научных прибора, некоторые имеют небольшие выдвижные антенны и поверхностные или распахивающиеся солнечные батареи.

Конструкция аппарата Кубсат Корпус аппарата выполнен из алюминиевого каркаса, внутри которого располагаются: модуль центрального процессора; радиоканал; антенно-фидерные устройства; система питания; аккумуляторы и контроллер заряда; солнечные батареи. система определения положения спутника; система коррекции его положения.

В качестве полезной нагрузки кубсата может выступать фотокамера, различные датчики для измерения (например, магнитного поля Земли).

Биологические кубсаты С 2006 по 2022 год NASA Ames разработало и запустило серию биологических спутников CubeSat, включая GeneSat-1, PharmaSat, O/OREOS, SporeSat, EcAMSat, DIDO-2 и DIDO-3 для изучения различных биологических процессов в условиях космоса, таких как экспрессия генов и устойчивость к антибиотикам.  16 ноября 2022 года в рамках миссии Artemis 1 был запущен BioSentinel –  6U CubeSat (спутник, состоящий из шести модулей), первый биологический аппарат для экспериментов в глубоком космосе, оснащенный 288 микроячейками для изучения влияния космической радиации на ДНК дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

См. также Покеткуб SkySat ION Satellite Carrier

Примечания

Ссылки Сайт программы CubeSat Список миссий Cubesat МИНИАТЮРНЫЕ СПУТНИКИ СТАНДАРТА «CUBESAT». Д. А. Храмов. // ISSN 15618889. Космічна наука і технологія. 2009. Т. 15. № 3. С. 20-31. Статья о CubeSat и перспективах использования платформы на сайте Космос-журнал

Категория:Ракетно-космическая техника Boeing Категория:Спутниковые платформы Категория:Малые спутники по размеру Категория:Типы искусственных спутников