Die NASA bereitet einen Schwarm Mikrosatelliten auf den Mond vor

Es scheint, dass die amerikanische Weltraumagentur ernsthaft bereit ist, die CubeSat-Technologie für die Weltraumforschung zu entwickeln . 2018 ist der Start einer superschweren SLS-Rakete geplant, die nicht nur das Orion-Raumschiff zum Mond , sondern auch ein Dutzend Satelliten mit einem Gewicht von jeweils nicht mehr als 15 kg schicken wird .

SLS - dies ist eine Rakete der neuen Generation, die jedoch die Fähigkeiten der superschweren Raketen der Vergangenheit - Saturn V und Energy - wiederholt. Genauer gesagt erreicht es sie nicht einmal in Bezug auf die Fähigkeiten, sondern übertrifft fast dreimal alle vorhandenen schweren Raketen an Leistung. SLS werden als Teil des Konzepts "Fly to the Moon, Asteroids and Beyond" erstellt. Sein Hauptzweck ist es, das bemannte Orion-Raumschiff in interplanetare Umlaufbahnen zu bringen. Obwohl sie derzeit an wissenschaftlichen unbemannten Missionen arbeiten, besteht die Hauptaufgabe von SLS darin, Menschen zu entsenden.



Beim ersten Flug sollte Orion leer fliegen, d.h. ohne Besatzung. Es sind nur Sensoren und Kameras an Bord. Die befreite Masse wird jedoch von experimentellen Mikrosatelliten besetzt sein, die neue Technologien im interplanetaren Raum testen und zusätzliche Forschungen auf dem Mond durchführen sollen.



Zuvor wurden Mond-Satelliten mit einem Gewicht von mehreren zehn Kilogramm und bis zu mehreren Tonnen gestartet. Solche Geräte wurden in der Regel mit einer Vielzahl wissenschaftlicher Geräte beladen. Dies ermöglichte es, umfassende Forschung zu betreiben und mit den Ergebnissen mehrerer Wissenschaftlerteams aus verschiedenen Organisationen oder Ländern zu arbeiten. Es gab jedoch einige Schwierigkeiten: Geräte konkurrierten um Energie, die Nutzung von Funkleitungen und Arbeitszeiten. Das heißt, um mit jedem Instrument eine globale Studie durchzuführen, benötigte der Satellit viel Zeit, was sich keineswegs immer herausstellte.

Jetzt bereiten sie sich darauf vor, ein neues Konzept zu testen: ein Gerät - ein Satellit. Oder: ein Experiment - ein Satellit. Trotz der Tatsache, dass traditionelle Raumschiffe Dutzende oder Hunderte von Millionen Dollar kosten. Neue Mikrosatelliten kosten 1-2 Millionen US-Dollar.

Es gibt einen Haken: Traditionelle Mondfahrzeuge wurden aus strahlungsbeständigen Komponenten hergestellt. Bei der CubeSat-Technologie wird Industrieelektronik verwendet, die für die irdische Industrie entwickelt und nicht für den Weltraum vorbereitet wurde. Wie die langjährige Praxis des Betriebs von industriellem CubeSat gezeigt hat, vertragen sie die Raumbedingungen gut. Natürlich schützt die Erdmagnetosphäre in niedrigen Umlaufbahnen vor Sonneneruptionen, aber die Mikrosatelliten behalten recht gute galaktische Strahlung, Vakuum und Temperaturunterschiede bei. Einige schaffen es, mehrere Jahre zu trainieren. Für den Mond planen die Schlüsselknoten jedoch, JPL - radostoyky zu übernehmen.



Die Verwendung von CubeSat-Mikro- oder Nanosatelliten ermöglicht es, neue Technologien im Weltraum viel schneller und billiger zu testen. In der Tat ist das Zusammenbauen und Starten eines solchen Geräts viel billiger und schneller als ein herkömmlicher Satellit mit mehreren hundert kg. In jedem neuen Flug können Sie die Komponenten verwenden, die sich in der vorherigen Generation gut gezeigt haben, und etwas Neues hinzufügen. Auf diese Weise wird die "kosmische Evolution" stark beschleunigt, was den Fortschritt bei der Erforschung des Weltraums sicherstellt.

Jetzt hat die NASA beschlossen, dass es Zeit ist, CubeSat auf eine neue Ebene zu bringen - interplanetarisch. Ein Paar Mikrosatelliten für den Mars im Jahr 2016 wird bereits vorbereitet, und jetzt gibt es auch ein Dutzend für den Mond.



Bisher wurden nur die ersten beiden Geräte genauer beschrieben. Auf jedem von ihnen wird "kubische" Elektronik in der erdnahen Umlaufbahn erarbeitet, aber außerdem werden fortschrittliche Forschungsinstrumente und zusätzliche Mittel im Weltraum benötigt. Universitäten sind aktiv an der Entwicklung beteiligt, d.h. Neben Wissenschaft und Technologie werden diese CubeSat auch Bildung machen.

Der IceCube-Satellit mit dem 6U-Formfaktor (12 x 24 x 36 cm) sollte die Geologie des Mondes untersuchen und nach Ablagerungen von Wassereis suchen. Diese Aufgabe wird vom hochauflösenden Breitband-Infrarot-Kompakt-Explorer-Spektrometer (BIRCHES) ausgeführt. Dies ist ein Infrarotspektrometer ähnlich dem New Horizons LEISA .



Ein dreiachsiges Schwungradmotorsystem und ein Ionenmotor werden zur Steuerung des IceCube-Raumfahrzeugs verwendetBIT-3 RF . Es ist schwierig, im Weltraum auf ein Strahltriebwerk zu verzichten, daher ist dies ein praktisch notwendiges Werkzeug, insbesondere wenn der Satellit in die eine und in die andere Richtung schauen muss.

Trotz der Tatsache, dass der Satellit von einer vorbeifahrenden Rakete abgefeuert wird, muss er viele Manöver ausführen, um den Mond zu erreichen. Das Problem ist, dass die Rakete nur eine Beschleunigung in Richtung des Mondes einstellt und der Satellit dann von selbst langsamer werden muss, um in die mondnahe Umlaufbahn zu gelangen. Der Ionenmotor macht es unmöglich, scharf zu bremsen, daher müssen Sie die Schwerkraft der Erde, des Mondes und der Sonne nutzen.



Zum Raumschiff Lunar Flashlightmit ehrgeizigeren Aufgaben betraut. Zunächst wird er ein Sonnensegel mit einer Fläche von 80 m² verwenden, um in der Nähe des Mondes zu verlangsamen und in die Zielbahn zu gelangen. Zweitens wird die Mondlampe, die eine Umlaufbahnhöhe von 20 km erreicht, ihren Namen rechtfertigen und Sonnenstrahlen auf die Krater der ewigen Nacht an den Polen des Mondes werfen. Die Ergebnisse der Beleuchtung werden von einer Infrarotkamera an Bord des Satelliten aufgezeichnet.



Solche exotischen Methoden der Bewegung im Weltraum und der Forschung werden verwendet, um die Hypothese offener Eisablagerungen auf dem Mond zu testen. Hier basieren die Erfahrungen, die bei der Untersuchung von Merkur gesammelt wurden. Dort wurde mit einem Laser Eis in den Polarkratern gefunden, dessen Reflexion in der Tiefe und Dunkelheit aufgezeichnet wurde. Zwar wurden dort Gletscher mit Hilfe von Radioteleskopen untersucht, aber dies wurde nicht auf dem Mond aufgezeichnet.



In Zukunft soll das Lunar Flashlight-Konzept zur Untersuchung erdnaher Asteroiden eingesetzt werden. Was die Mondexperimente angeht, hätte ich nicht auf die vollständige erfolgreiche Umsetzung der geplanten Programme gehofft, zu viele mutige und unerprobte Lösungen auf einmal. Dies ist jedoch die Essenz des Fortschritts - dorthin zu gehen, wo noch niemand war, und die Ausrüstung bei maximaler Belastung zu überprüfen. Jeder neue Schritt wird weiter und erfolgreicher.

Source: https://habr.com/ru/post/de382659/