لا يأخذ المرء مكعبين ويفركهما معًا لتوليد الكهرباء الساكنة. بدلاً من ذلك ، ترسلهم في رحلة فضائية قصيرة إلى مدار أرضي منخفض (LEO) وتباعدهم ببعض المسافة وفويلا ، لديك تلسكوب. هذه هي خطة مهندسي مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وأيضًا ما تخيله العديد من الآخرين.
المكعبات هي واحدة من أكبر المجانين في صناعة الفضاء الجديدة. لكن كل ما تم نقله حتى الآن تقريبًا عبارة عن مكعبات بسيطة بدون دفة تلتقط الصور عندما يتم توجيهها بشكل صحيح. ال GSFC يخطط المهندسون لمنح مكعبين تحكمًا كبيرًا في مواقعهم بالنسبة لبعضهم البعض والكون المحيط بهم. مع أحدهما يحمل تلسكوبًا والآخر قرصًا لطمس ضوء الشمس الساطع ، فإن تلسكوب المكعبات الخاص بهما سيفعل ما لا يستطيع حتى تلسكوب هابل الفضائي القيام به وبأموال أقل بكثير.
يعمل Semper (على اليسار) و Calhoun و Shah على تطوير التقنيات اللازمة لإنشاء تلسكوب افتراضي يخططون لإثباته على اثنين من CubeSats. (مصدر الصورة / التسمية التوضيحية: NASA / W. Hrybyk)
1U ، 3U ، 9U - هذه كلها مكعبات بأحجام مختلفة. تشترك جميعها في حجم الوحدة وهو 1. مكعبات 1U تساوي 10 × 10 × 10 سنتيمترات مكعب. سيحتوي مكعب بهذا الحجم على لتر واحد من الماء (حوالي ربع جالون) أي كيلوغرام واحد من وزنه. أو استبدل هذا الماء بالهيدرازين ولديك ما يقرب من كيلوغرام واحد من وقود الصواريخ أحادي الوقود الذي يمكن أن يأخذ أماكن مكعبة.
مهندسو الطيران في GSFC ، بقيادة نيراف شاه ، لا يريدون الذهاب بعيدًا ، فهم يريدون فقط النظر إلى الأشياء البعيدة باستخدام اثنين من المكعبات. سيستخدم تصميمهم واحدًا كتلسكوب - بعض البصريات وكاشف جيد - وسيقف المكعب الآخر على بعد حوالي 20 مترًا ، كما يخططون ، ويعملون بمثابة كوروناجراف . مكعبات كوروناجراف ستعمل كقناع للشمس ، قرص خفي لحجب الأشعة الساطعة من سطح الشمس بحيث يمكن للتلسكوب المكعب أن ينظر بدقة عالية إلى الهالة وحافة الشمس. بالنسبة لهؤلاء المهندسين ، يتمثل التحدي في الحفاظ على محاذاة المكعبين بدقة والإشارة إلى هدفهم.
فقط التلسكوبات الفضائية المخصصة لرصد الشمس مثل SDO و STEREO و SOHO قادرة على حجب الشمس ، لكن فقراتها محدودة. يؤدي فصل التاج عن البصريات إلى تحسين ملحوظ في مدى قرب المرء من حافة الجسم اللامع. مع وجود قناع Corongraph أقرب إلى البصريات ، سيظل المزيد من الضوء الساطع يصل إلى البصريات والكاشفات ويغمر ما تريد حقًا رؤيته. يمكن للتكنولوجيا التي طورها شاه وزملاؤه أن تكون مستكشفًا للتلسكوبات الفضائية المستقبلية التي ستبحث عن الكواكب البعيدة حول النجوم الأخرى - أيضًا باستخدام فقرة من التاج للكشف عن الكواكب المخفية بطريقة أخرى.
تلقى المهندسون استثمارات بقيمة 8.6 مليون دولار من وكالة مشروع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ( داربا ) ويعملون بالتعاون مع مؤسسة ماريلاند ومقرها تقنيات الفضاء الناشئة .
مثال على مكعبات 3U - 3 مكعبات 1U مكدسة. يمكن أن يعمل هذا الحجم المكعب كتلسكوب لنظام تلسكوب مكون من مكعبات. يمكن أن يكون نظامًا بصريًا بسيطًا بقطر 10 سم أو يستخدم بصريات قابلة للطي لتحسين قدرته على التحليل. (الائتمان: LLNL)
يتمثل التحدي الذي يواجهه مهندسو GSFC في إعطاء اثنين من المكعبات الصغيرة التوجيه والملاحة والتحكم (GN & C) مثل أي مركبة فضائية قياسية تم إطلاقها. إنهم يخططون لاستخدام التكنولوجيا الجاهزة وهناك العديد من الشركات الصغيرة وحتى الكبيرة التي تقوم بتطوير وبيع أجزاء مكعبات.
هذه فترة فرز لقطاع مكعبات ، إذا صح التعبير ، من صناعة الفضاء الجديدة. بالفرز من خلال المكونات الجاهزة ، سيختار مهندسو GSFC بقيادة شاه الأفضل في فئتها. الأجزاء التي يحتاجونها هي أشياء مثل مجسات الشمس الصغيرة وأجهزة استشعار النجوم وأشعة الليزر وأجهزة الكشف الدقيقة لتلك الحزم ومقاييس التسارع والجيروسكوبات الصغيرة أو عجلات الزخم وأيضًا أنظمة الدفع الصغيرة. إن صناعة Cubesat قريبة جدًا من أن تكون كل هذه الأشياء جاهزة كإصدار قياسي. السؤال إذن هو ماذا تفعل بالأقمار الصناعية الصغيرة في مدار أرضي منخفض (LEO). تحرز تلسكوبات مراقبة الأرض تقدمًا بالفعل ونطاقات علم الفلك هي التالية. هناك أيضًا خطط للخروج إلى الفضاء بين الكواكب باستخدام مسابير فضائية صغيرة وقادرة على شكل مكعبات.
ما إذا كان يمكن للمرء أن يحافظ على ربح لشركة مبنية على مكعبات يبقى سؤالًا كبيرًا. في الوقت الحالي ، يحقق هؤلاء البناءون المكعبات وفقًا لمواصفات العملاء ربحًا وأولئك الذين يصنعون اللقطات الصغيرة والمجارف للمكعبات يحققون أرباحًا. قد يكون هناك مبالغة في بناء الصناعة الصغيرة والتي قد تكون طبيعية فقط في اللغة الاقتصادية. ستفشل العديد من الشركات الناشئة الصغيرة. ومع ذلك ، بالنسبة للباحثين في الجامعات والمؤسسات البحثية مثل وكالة ناسا ، تتمتع الأقمار الصناعية المكعبة بالقدرة على البقاء لأنها تقلل التكلفة من خلال انخفاض كتلتها وحجمها ، والتكلفة المنخفضة للمكونات لجعلها تعمل. ستحدد جهود GSFC مدى سرعة بدء المكعبات في القيام بعمل حقيقي في مجال علم الفلك. السيطرة على الموقف وإضافة الدفع هو الشيء الكبير التالي في تطوير مكعبات.
مراجع: