JPL implementerer en CubeSat til astronomi

Små satellitter kaldet CubeSats har tiltrukket sig meget opmærksomhed i de senere år. Udover at give forskere mulighed for at teste nye teknologier, deres relative enkelhed tilbyder også praktisk træning til ingeniører i den tidlige karriere.

En CubeSat, der for nylig blev indsat fra den internationale rumstation, er et nøgleeksempel på deres potentiale, eksperimenterer med CubeSats anvendt til astronomi.

I de næste par måneder, en teknologidemonstration kaldet ASTERIA (Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics) vil teste, om en CubeSat kan udføre præcise målinger af ændringer i en stjernes lys. Denne udsving er nyttig til en række kommercielle og astrofysiske applikationer, herunder opdagelse og undersøgelse af planeter uden for vores solsystem, kendt som exoplaneter.

ASTERIA blev udviklet under Phaeton-programmet på NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Phaeton blev udviklet til at tilbyde ansættelser i den tidlige karriere, under vejledning af erfarne mentorer, med udfordringerne ved et flyveprojekt. ASTERIA er et samarbejde med Massachusetts Institute of Technology i Cambridge; MIT's Sara Seager er hovedefterforsker på projektet.

En ny rumteleskopmodel

ASTERIA er afhængig af præcisionsfotometri, et felt, der måler fluxen, eller intensitet, af en genstands lys. For at være nyttig for enhver videnskabsmand, et rumteleskop skal korrigere for interne fejlkilder, mens de foretager disse målinger.

Ingeniører har lært at korrigere for "støj" i meget større rumteleskoper. Hvis de var i stand til at gøre det samme for CubeSats, det kunne åbne en helt ny klasse af astronomiværktøjer.

"CubeSats tilbyder et relativt billigt middel til at teste nye teknologier, " sagde Amanda Donner fra JPL, mission assurance manager for ASTERIA. "Det modulære design af CubeSats gør dem også tilpasselige, giver selv en lille gruppe forskere og studerende adgang til rummet."

Hun sagde, at det endda er muligt for konstellationer af disse CubeSats at arbejde sammen, dækker mere af kosmos på én gang.

Et stabilt astronomikamera

Dens lille størrelse kræver, at ASTERIA har unikke tekniske egenskaber.

• Et stabilt astronomikamera vil holde teleskopet låst på en bestemt stjerne i op til 20 minutter uafbrudt, mens rumfartøjet kredser om Jorden.
• Et aktivt termisk kontrolsystem vil stabilisere temperaturerne i det lille teleskop, mens det er i jordens skygge. Dette hjælper med at minimere "støj" forårsaget af skiftende temperaturer - afgørende, når målingen forsøger at detektere små variationer i målstjernens lys.

Begge teknologier viste sig at være udfordrende at miniaturisere.

"En af de største tekniske udfordringer har været at montere pege- og termostyringselektronikken i så lille en pakke, " sagde JPL's Matthew Smith, ASTERIAs førende systemingeniør og mission manager. "Typisk, disse komponenter alene er større end hele vores rumfartøj. Nu hvor vi har miniaturiseret teknologien til ASTERIA, den kan anvendes på andre CubeSats eller små instrumenter."

Selvom det kun er en teknologidemonstration, ASTERIA kan vise vejen til fremtidige CubeSats nyttige for astronomi.

Det er imponerende, især i betragtning af, at det i virkeligheden var et træningsprojekt:mange teammedlemmer tog kun eksamen fra college inden for de sidste fem år, sagde Donner.

"Vi har designet, bygget, testet og leveret ASTERIA, og nu flyver vi den, " sagde hun. "JPL tager træningstilgangen med at lære ved at gøre alvorligt."