Små satellitter tager fat på store videnskabelige spørgsmål

CU Boulder får snart nye øjne på solen. To miniaturesatellitter designet af forskere ved Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) er planlagt til at starte senere på måneden på Spaceflights SSO-A:SmallSat Express-mission ombord på en SpaceX Falcon 9-raket fra Vandenberg Air Force Base i Californien.

De nye missioner-kaldet Miniature X-ray Solar Spectrometer-2 (MinXSS-2) og Compact Spectral Irradiance Monitor (CSIM)-vil indsamle data om solens fysik og dens indvirkning på livet på Jorden.

Disse "CubeSats, "som er mindre end en mikrobølgeovn, er sat til at sprænge i en kredsløb nær jorden sammen med mere end 60 andre rumfartøjer. Ifølge Spaceflight, SSO-A:SmallSat Express er den hidtil største dedikerede rideshare-mission fra et amerikansk-lanceret køretøj til dato.

De kommende missioner understreger CU Boulders voksende lederskab inden for implementering af CubeSats til videnskabelig forskning, sagde Tom Woods, associeret direktør for LASP. Han forklarede, at som muligheder for at opsende rumfartøjer fra kommercielle missioner som SSO-A udvides, små satellitter vil blive stadig mere populære værktøjer blandt forskere.

"Tiden er inde til at lave mere og mere videnskab med disse små satellitter, "sagde Woods, hovedforsker ved MinXSS-2-missionen.

Små pakker

Delvis, det er fordi de ikke er traditionelle satellitter. CubeSats er designet til at tage på store videnskabelige spørgsmål i små pakker, ofte ved hjælp af udstyr på hylden for at holde omkostninger og vægt nede. Antennen til MinXSS-2, for eksempel, er fremstillet af et målebåndsmåler, der springer på plads, når CubeSat når kredsløb.

En typisk CubeSat-mission koster omkring 2 millioner dollars at bygge og drive-langt mindre end en videnskabelig satellit i fuld størrelse, der løber op i titusinder eller hundredvis af millioner af dollars. MinXSS-2 og CSIM blev begge finansieret af tilskud fra NASA.

"Lanceringsomkostninger går på kilogram, "Woods sagde." Hvis du kan få dine satellitter mindre, det koster meget mindre at lancere dem. "

Til dato, LASP alene har indsat to af disse lette rumfartøjer, med flere flere i planlægningsfasen. En CubeSat, som CU Boulder-studerende opererede fra taget på en bygning på campus, hjalp med at løse et seks årti gammelt rummysterium omkring ladede partikler fanget i Jordens strålingsbælter.

De to nye CubeSats vil bygge på den voksende ekspertise, Sagde Woods. CSIM er en mere kompakt version af et videnskabeligt instrument, som LASP designet til Total og Spectral Solar Irradiance Sensor (TSIS-1), som i øjeblikket indsamler data uden for den internationale rumstation.

I løbet af sin tid i kredsløb, CSIM peger mod solen, overvågning af ændringer i energien, som stjernen sender mod Jorden. De skift, herunder 11-årige dips og toppe i solens aktivitet, kan spille en stor rolle i at forme klimaet på tværs af Jorden.

Blue Canyon Technologies, et firma baseret i Boulder og grundlagt af CU Boulder alumni, byggede rumfartøjet, og missionen ledes af Erik Richard, en forskningsassistent på LASP.

Solar blusser

MinXSS-2 er en opfølgning på MinXSS, som indsatte i 2016 og fungerede i cirka et år. MinXSS-2 vil blive i kredsløb i meget længere tid-op til fem år-men vil også indsamle oplysninger om "bløde" røntgenstråler, der kommer fra solen. Denne højenergistråling kan afsløre ny information om, hvordan solens magnetfelter vrider sig og klikker, potentielt sender enorme udbrud af ladede partikler mod Jorden.

Sådanne udbrud kan beskadige satellitter, der kredser om Jorden og forårsage forstyrrelser i elnet på jorden, Sagde Woods.

"MinXSS-2 overvåger fysikken i disse udbrud for at afgøre, hvorfor denne energi frigives så eksplosivt, " han sagde.

Når satellitten lancerer i næste uge, det vil også være kulminationen på flere års hårdt arbejde af studerende på CU Boulder, der var med til at planlægge og sammensætte MinXSS-2. Fordi CubeSats er relativt hurtige at bygge, de laver gode uddannelsesværktøjer, Sagde Woods.

Udvikling af en CubeSat er "et treårigt program, "sagde han." Eleverne kan komme ind og gøre det hele. De kan hjælpe med at designe, bygge og flyve det inden for deres studiekarriere. Med store satellitter, det kan du ikke. "