Esplorazione dello spazio senza spendere milioni: come?

Sapevi che al prezzo di un veicolo utilitario di grandi dimensioni nuovo di zecca, potresti invece inviare il tuo piccolo satellite alla Stazione Spaziale Internazionale e in orbita?

Cubesats – satelliti delle dimensioni di un cestino del pranzo che possono intraprendere esperimenti spaziali, fare osservazioni o trasmettere segnali di comunicazione – sono attualmente in corso utilizzato dalla NASA per aiutare a cercare l’acqua sulla Luna e aiutare i loro astronauti nelle future missioni lì.

I cubesat hanno solo le dimensioni di una mensa scolastica, ma possono contenere un sistema di alimentazione, un sistema di comunicazione e un sistema di propulsione spaziale, nonché un carico utile scientifico o sperimentale. Credito immagine: Wikimedia di Svobodat, riprodotto sotto licenza Creative Commons.

Quelle missioni potrebbero benissimo includere la prima donna e il primo uomo di colore a intraprendere una missione lunare dopo che Christina Koch e Victor Glover sono stati nominati nell’equipaggio di Artemis II, che dovrebbe sorvolare la Luna nel 2024.

Ma soprattutto, non sono solo le agenzie spaziali nazionali da miliardi di dollari che possono trarre vantaggio dalla versatilità e dal basso costo dei minuscoli cubetti.

Dato che i componenti possono essere acquistati commercialmente in commercio, offrono la possibilità di essere coinvolti per aziende e organizzazioni che potrebbero non aver mai pensato di esplorare lo spazio.

UNSW Sydney Professor Andrew Dempster è il Direttore della Centro australiano per la ricerca sull’ingegneria spaziale (ACSER) e dice che molte persone potrebbero non capire quanto sia semplice al giorno d’oggi portare qualcosa nello spazio.

Cubesats, o nanosatelliti come questo, costituiscono la base di grandi costellazioni di satelliti. Credito immagine: Erik Kulu, Università di Tartu via WikimediaCC BY 3.0

“Il vero vantaggio dei cubesats è la loro natura plug-and-play”, afferma. “Se qualcuno vuole lanciare un cubesat è facile acquistare tutta l’attrezzatura spaziale di cui hai bisogno e quindi progettare e costruire qualunque carico utile tu voglia integrare.

“Potrebbe essere un sensore per misurare qualcosa nello spazio o dallo spazio, una fotocamera per scattare immagini o persino trasmettere comunicazioni su una vasta area inviando il segnale nello spazio e reindirizzandolo sulla Terra.

“Molte persone pensano che il lancio di un satellite nello spazio costi milioni di dollari, e questo è vero per i tradizionali satelliti a grandezza naturale. Ma per un cubesat potrebbero bastare solo $ 100.000- $ 150.000 per acquistare tutti i componenti e pagare per il suo lancio.

“Ci sono aziende, come NanoRacks, che sono coinvolte con la Stazione Spaziale Internazionale e metteranno i tuoi cubi su un veicolo spaziale cargo verso la ISS e poi li rilasceranno nello spazio da un pod di distribuzione appositamente progettato.”

Il prof. Dempster afferma che ci sono molte opportunità per le aziende, le industrie e le scuole in tutta l’Australia di interessarsi ai cubesat, sia in termini di progettazione e produzione, sia in termini di carichi utili che possono essere caricati su di essi.

Finora il potenziale rimane in gran parte inutilizzato, anche se l’imminente Workshop sull’innovazione e lo sviluppo di CubeSatPlus essere gestito da ACSER sta cercando di cambiare tutto questo.

“Parliamo di ‘spinning in’. Cioè, persone in altri settori che potrebbero essere interessate allo spazio ma al momento pensano che sia semplicemente troppo difficile, o semplicemente troppo costoso.

“Per loro, i cubesat sono forse un ottimo punto di partenza. Sappiamo che ci sono servizi che possono essere utili a persone e imprese al di fuori del settore spaziale. Si tratta solo di informarli e collegarli agli esperti pertinenti.

“Potrebbe non essere ovvio come ciò che stai facendo possa essere associato e beneficiare dello spazio in generale e dei cubetti in particolare. Ma le persone coinvolte nella stampa 3D, o coloro che realizzano recipienti a pressione, potrebbero non aver mai considerato le applicazioni spaziali, ma quel tipo di lavoro potrebbe essere molto utile in alcune missioni spaziali.

“Allo stesso modo, i test che puoi fare su materiali o componenti nello spazio possono essere molto utili, come test nel vuoto o test sugli effetti delle radiazioni”.

Nonostante la loro versatilità, i cubesat purtroppo possono soffrire di problemi di affidabilità.

UN Rapporto della NASA del 2019 che ha analizzato il tasso di successo delle missioni di piccoli satelliti lanciate tra il 2000 e il 2016 ha ammesso: “L’implicazione dei dati è che per le moderne missioni di piccoli satelliti, quasi una missione su due di piccoli satelliti comporterà o un o un parziale fallimento della missione.

Il prof. Dempster spera che le discussioni tra esperti dell’industria spaziale renderanno i cubesat più robusti e con meno probabilità di fallire.

“Chiamiamo questo argomento ‘Mission Assurance’, perché purtroppo quello che succede con troppi cubesat è che vengono lanciati e semplicemente non funzionano”, dice.

“Vogliamo che i cubesat siano più affidabili. Cioè gestire meglio i rischi esistenti o creare sviluppi che superino alcuni dei rischi”.

COSA SONO I CUBESAT?

• I Cubesats sono una classe di satelliti in miniatura composti da “Unità” che misurano 10 cm x 10 cm.
• La maggior parte dei cubesat lanciati ha una dimensione di 2, 3 o 6 unità.
• I cubesat sono tipicamente costituiti da elementi essenziali come un sistema di alimentazione, un sistema di comunicazione e un sistema di propulsione (se necessario), nonché carichi utili scientifici o sperimentali.
• Il carico utile può variare a seconda degli obiettivi della missione e può includere strumenti scientifici, telecamere o dimostrazioni tecnologiche.
• A causa delle loro dimensioni ridotte, i cubesat possono essere facilmente stivati ​​a bordo di razzi, che vengono lanciati a un ritmo sempre più frequente grazie alla crescita di società private come SpaceX e, nel nostro quartiere (Nuova Zelanda), Rocketlab.
• I Cubesats sono stati utilizzati per l’osservazione della Terra, il monitoraggio del clima, esperimenti di comunicazione, dimostrazioni tecnologiche e persino missioni interplanetarie.

• In futuro, potrebbero anche essere sempre più utilizzati per fare progressi nel monitoraggio della meteorologia spaziale, nel rilevamento di asteroidi e in altre aree dell’astrofisica.

Fonte: UNSW