Gennembrud giver de mindste satellitter nogensinde

I 2015 Den russiske milliardær Yuri Milner etablerede Breakthrough Initiatives, en non-profit organisation dedikeret til at øge søgningen efter udenjordisk intelligens (SETI). I april det følgende år han og organisationen bliver grundlagt annoncerede oprettelsen af ​​Breakthrough Starshot, et program til at skabe et lyssejlsdrevet "wafercraft", der ville tage turen til det nærmeste stjernesystem - Alpha Centauri - inden for vores levetid.

I juni sidste år, organisationen tog et stort skridt i retning af at nå dette mål. Efter at have haft en tur på nogle satellitter, der er udsendt til Low Earth Orbit (LEO), Breakthrough gennemførte en vellykket testflyvning af sit første rumfartøj. Kendt som "Sprites", disse er ikke kun det mindste rumfartøj, der nogensinde er blevet opsendt, men prototyper til det eventuelle wafercraft Starshot håber at sende til Alpha Centauri.

Konceptet for et wafercraft er enkelt. Ved at udnytte den seneste udvikling inden for databehandling og miniaturisering, rumfartøjer på størrelse med et kreditkort kunne oprettes. Disse ville være i stand til at bære alle de nødvendige sensorer, mikroprocessorer og mikrothrustere, men ville være så små og lette, at det ville tage meget mindre energi at accelerere dem til relativistiske hastigheder - i tilfældet med Starshot, op til 20 procent af lysets hastighed.

Som Pete Worden – Breakthrough Starshots administrerende direktør og den tidligere direktør for NASAs Ames Research Center – sagde i et interview med Scientific American:

"Dette er en meget tidlig version af, hvad vi ville sende til interstellare afstande. Derudover, dette er endnu en klar demonstration af, at det er muligt for lande at arbejde sammen om at gøre store ting i rummet. Disse er europæiske rumfartøjer med amerikansk nanosatellit-nyttelast, der opsendes på en indisk booster - du kan ikke blive meget mere international end det."

Professor Abraham Loeb har også nogle udvalgte ord til at markere denne historiske begivenhed. Ud over at være Frank B. Baird Jr. professor i videnskab, formanden for Astronomiafdelingen og direktøren for Institute for Theory and Computation ved Harvard University, Prof. Loeb er også formand for Breakthrough Starshot Advisory Committee. Som han fortalte Universe Today via e-mail:

"Opsendelsen af ​​Sprite-satellitterne markerer den første demonstration af, at miniaturiseret elektronik på små chips kan opsendes uden skader, overleve det barske miljø i rummet og kommunikere med succes med jorden. Starshot-initiativet har til formål at affyre lignende chips knyttet til et letvægtssejl, som det bliver skubbet af en laserstråle til en femtedel af lysets hastighed, så dets kamera, kommunikations- og navigationsenheder (hvis totalvægt er i størrelsesordenen et gram) vil nå den nærmeste planet uden for solsystemet inden for vores generation."

Fartøjerne blev indsat den 23. juni, piggybacking på to satellitter tilhørende det multinationale teknologiselskab OHB System AG. Meget ligesom de StarChips, som Starshot foreslår, Sprites repræsenterer et stort skridt i udviklingen af ​​miniature-rumfartøjer, der kan udføre arbejdet som større robotforskere. De måler kun 3,5 x 3,5 cm (1,378 x 1,378 tommer) og vejer kun fire gram (0,14 ounces), men stadig formår at pakke solpaneler, computere, sensorer og radioer i deres bittesmå rammer.

Sprite blev oprindeligt udtænkt af Zac Manchester, en postdoc-forsker og rumfartsingeniør ved Cornell University. Tilbage i 2011, han lancerede en Kickstarter-kampagne (kaldet "KickSat") for at rejse midler til at udvikle konceptet, hvilket var hans måde at nedbringe de dermed forbundne omkostninger ved rumflyvning. Kampagnen var en stor succes, hvor Manchester rejste i alt $74, 586 af hans oprindelige mål på $30, 000.

Nu medlem af Breakthrough Starshot (hvor han er ansvarlig for Wafer design og optimering), Manchester overvågede konstruktionen af ​​Sprites fra Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering i Cornell. Som professor Loeb forklarede:

"Sprites-projektet ledes af Zac Manchester, en Harvard postdoc, der begyndte at arbejde med dette under sin ph.d.-grad på Cornell. Sprites er satellitter i chipstørrelse drevet af sollys, beregnet til at blive frigivet i rummet for at demonstrere en ny teknologi af letvægts (gram-skala) rumfartøjer, der kan kommunikere med Jorden."

Formålet med denne mission var at teste, hvor godt Sprites' elektroniksystemer og radiokommunikation klarede sig i kredsløb. Ved implementering, Sprites forblev knyttet til disse satellitter (kendt som "Max Valier" og "Venta") og begyndte at sende. Kommunikation blev derefter modtaget fra jordstationer, som demonstrerede, at Sprites' nye radiokommunikationsarkitektur fungerede nøjagtigt, som den var designet til.

Med denne test afsluttet, Starshot har nu bekræftet, at et waferocraft er i stand til at operere i rummet og kommunikere med jordbaserede controllere. I de kommende måneder og år, de mange videnskabsmænd og ingeniører, der står bag dette program, vil uden tvivl forsøge at teste andre essentielle systemer (såsom fartøjets microthrusters og imagers), mens de også arbejder på de forskellige tekniske bekymringer, som en instellar mission ville medføre.

I mellemtiden, Sprites sender stadig og er i radiokontakt med jordstationer i Californien og New York (såvel som radioentusiaster rundt om i verden). For dem, der ønsker at lytte til deres kommunikation, Prof. Loeb var venlig nok til at fortælle os, hvilken frekvens de sender på.

"Radiofrekvensen, hvormed Sprites, der lige blev lanceret, opererer, er 437,24 MHz, svarende til en bølgelængde på ca. 69 cm, " sagde han. Så hvis du har en skinkeradio og har lyst til at stille ind, det er her du skal indstille dine urskiver.