NASA indstillet til at lancere Dellingr; CubeSat er målrettet designet til at forbedre pålideligheden af ​​små satellitter

NASA -forskere og ingeniører opkaldte deres nye CubeSat efter den mytologiske nordiske gudgry. Nu, kun få dage efter lanceringen, de er sikre på, at Dellingr vil leve op til sit navn og indvie en ny æra for forskere, der ønsker at bruge små, yderst pålidelige satellitter til at udføre vigtige, og i nogle tilfælde, aldrig før prøvet videnskab.

Rumfartøjet i skoeske skal starte i august ombord på en SpaceX Falcon 9-raket til den internationale rumstation, hvor det senere vil blive indsat i en bane med lav jord.

Dellingr er hjernebarn af forskere med Heliophysics Science Division ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og ingeniører med centerets Applied Engineering and Technology Directorate eller AETD. Formålet er at være mere pålidelig end mere udbredte CubeSat -platforme og relativt billig, seks enheder, eller 6U, Dellingr vil demonstrere strengheden i sit design, mens du indsamler data af NASA-kvalitet om solens indflydelse på Jordens øvre atmosfære ved hjælp af en række miniaturiserede instrumenter og komponenter [NASA-funktion på Dellingrs instrumenter og komponenter].

Teamet begyndte at udvikle Dellingr i 2014 som reaktion på stigende interesse blandt NASA og andre regeringsforskere, der ønskede at bruge CubeSat -platforme til at udføre videnskabelige undersøgelser. Oprindeligt oprettet af California Polytechnic State University i 1999 til uddannelsesmæssige formål, universitetsplatformen blev hurtigt populær blandt universiteter, der var interesserede i at give studerende praktisk erfaring med at bygge satellitter.

Ud over deres lave omkostninger, disse små platforme fascinerede forskere med deres potentiale til at flyve sværme af disse bittesmå platforme rundt om Jorden eller andre solsystemlegemer for at samle samtidigt, flerpunktsobservationer-en observationsteknik, der ikke er økonomisk mulig med større, mere traditionelle rumfartøjer. Selvom de opfyldte deres oprindelige akademiske formål, forskere opdagede hurtigt, at på trods af deres enorme potentiale for at muliggøre nye typer observationer, universitetsklassen CubeSat opfyldte ikke deres behov fuldstændigt.

"Det var et problem med pålidelighed, "sagde Michael Johnson, AETDs chefteknolog, en af ​​Dellingrs fortalere. "Selvom det er tilstrækkeligt, universitetsklasse CubeSats var ikke i overensstemmelse med, hvad vi ville gøre. "Som et eksempel, Johnson citerede erfaringerne fra Goddard -heliofysiker og divisionsteknolog Nikolaos Paschalidis, hvis succes med at udvikle et miniaturiseret spektrometer blev ødelagt af CubeSat -fejl.

Med sit hold, Paschalidis udviklede verdens mindste ion-neutrale massespektrometer til en 3U CubeSat-mission, der blev lanceret sidste år. Imidlertid, kort tid efter rumfartøjets opsendelse, missionsoperatører indså, at rumfartøjet ikke kommunikerede korrekt, forsinkelse af idriftsættelse af vigtige rumfartøjsfunktioner. Efter cirka seks måneder, Paschalidis bekræftede endelig sit instruments grundlæggende funktionalitet, men missionen sluttede brat på grund af computerproblemer.

"Missionen demonstrerede mit instrumentets grundlæggende funktionalitet. Men erfaringen lagde stor vægt på behovet for en robust bus og et komplet mission-operations scenario, "sagde Paschalidis, der flyver en forbedret version af sit instrument på Dellingr.

Selvom teamet mener, at det i sidste ende vil lykkes i sin vejsøgende mission, vejen til lancering var ikke altid glat.

Inden for måneder efter start af Dellingr, teamet opdagede, at opbygningen af ​​en pålidelig, 6U CubeSat var lettere sagt end gjort. Selvom teamet stort set ønskede at holde omkostningerne nede ved at bruge kommercielt tilgængelige undersystemer, den opdagede, at disse komponenter ikke altid spillede godt sammen eller fungerede som annonceret, kræver yderligere ingeniør- og teknikerindsats. Disse fejl forlængede skemaerne langt forbi det etårige mål og øgede omkostningerne.

De lærte også hurtigt, at de skulle ændre den måde, de klarede CubeSat -missioner på for at holde dem overkommelige. ”Det er en ny måde at gøre tingene på, "sagde projektleder Chuck Clagett." Vi anvendte gamle måder at gøre ting på til en ny kapacitet, og det fungerede ikke særlig godt. "

Fra øvelsen, teamet fandt en bedre balance mellem ledelses- og testkrav og det kritiske behov for mere mission-muliggørende teknologier, herunder CubeSat-specifik software, Sagde Clagett.

Lige så vigtigt, teamet lærte de sande omkostninger ved en CubeSat -mission, sagde Goddard heliofysiker Eftyhia Zesta, who is the lead project investigator for the Dellingr magnetometers. The university-class CubeSat, developed with less rigorous design and system-engineering practices, isn't a realistic cost for highly reliable CubeSat missions, hun sagde.

While Dellingr's developers await launch, they are heartened that NASA already is benefiting from their two-and-a-half-year effort to change the CubeSat paradigm. A recently selected CubeSat mission, the Plasma Enhancements in the Thermosphere Satellite, or petitSat, plans to use the second-generation Dellingr bus. The mission will study Earth's ionosphere, the atmospheric layer that can affect the transmission of communication signals.

"We know how to build satellite buses, " said Larry Kepko, a Goddard heliophyicist who is now heading NASA Science Mission Directorate's small satellite initiative. "All of our satellite buses last forever. We wanted to do the same thing with CubeSats, but without burdening the platform and driving up costs and extending schedules. We endeavored to transition CubeSats from an educational to a science tool. I think we did that with Dellingr."