10 × 10 × 10
القمر الصناعي المكعب هو مركبة فضائية صغيرة أو قمر صناعي نانوي. أصغر مكعبات
على الرغم من حجمها ، يمكن للأقمار الصناعية أن تحل شيئًا مختلفًاالمهام العلمية والبحثية. على سبيل المثال ، تُستخدم المكعبات لاستشعار سطح الأرض عن بعد ، والمسح من مناطق الفضاء للفيضانات وحرائق الغابات وحالات الطوارئ الأخرى ، ودراسة حالة البنية التحتية والغلاف الجوي والبيئة والمناخ.
المكعبات الحديثة مجهزة بالطاقة الشمسيةبطاريات وأجهزة استشعار لجمع البيانات وهوائي لإرسالها إلى الأرض. قد يكون لديهم كاميرا ومودم لتشغيل أنظمة إنترنت الأشياء وأجهزة لتثبيت ومراقبة درجة الحرارة أو الإشعاع الكوني. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تجهيز Cubesat بشاشة عرض صغيرة بكاميرا سيلفي ، على سبيل المثال ، لبث الإعلانات من الفضاء ، والإبحار الشمسي ، وأجهزة تخزين المعلومات للتخزين عن بعد ، وأجهزة استقبال إشارات الملاحة في السفن (إشارة AIS) ، وأجهزة استقبال الإشارات (ADS) -ب) لطائرات التحكم في حركة المرور وحتى حاوية بها رماد.
"في الأساس ، تم تصنيع الأقمار الصناعية النانوية من قبلعدة أشهر من مكونات بسيطة نسبيًا وغير باهظة الثمن. معظمهم لا يمتلكون تحكمًا نشطًا ، والتوجيه في الفضاء ، والعديد من الأنظمة الفرعية المعقدة والمكلفة ، مثل الأجهزة الكبيرة. لكنهم يؤدون دورًا مفيدًا وهادفًا ، وتتزايد وظائفهم تدريجياً. قال رومان جيتس ، رئيس قسم NTI AeroNet للملاحة الفضائية الخاصة: "بفضل المكعبات ، من الممكن حل المشكلة والحصول على النتيجة المرجوة بترتيب أسرع وأرخص 20 مرة من إطلاق الأقمار الصناعية التقليدية".
Cubesat هي مركبة فضائية صغيرة أو ساتل نانوي
تخضع لتلميذ المدرسة
تم تطوير أول سواتل نانوية في عام 1999متخصصون من جامعات كاليفورنيا بوليتكنيك وستانفورد. بمساعدة المكعبات ، أجرى الطلاب تجارب علمية واختبروا تقنيات جديدة. اليوم ، لا تزال هذه الأقمار الصناعية تستخدم للأغراض التعليمية.
في روسيا ، التطوير والإبداع والدراسةيتم تدريس المكعبات ليس فقط من قبل الطلاب وطلاب الدراسات العليا ، ولكن حتى من قبل تلاميذ المدارس في إطار البرامج والدوائر المختلفة. تعلم هذه الدروس الأطفال العمل في فريق ، والاهتمام بالتفاصيل ، وتحسين مهاراتهم ومعرفتهم المهنية ، وتساعد أيضًا في إنشاء متخصصين جدد ومتخصصين للغاية.
صنع مكعبات من الصفر أمر معقد وإجراء مكلف. لذلك ، يتم تجميعها بشكل أساسي بمساعدة صانعي مجموعات خاصين. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معرفة بنية المكعبات ، وكذلك المعدات والمختبر الذي يمكنك من خلاله اختبارها قبل الإطلاق. على سبيل المثال ، في روسيا ، يتم إنتاج هذه المجموعات بواسطة AeroNet ، أحد المشاركين في السوق NTI ، شركة Sputniks (جزء من مجموعة SITRONICS).
"تجميع مكعبات من مجموعة أمر ممكن تمامًامهمة لشخص متعلم تقنيًا. هذه هي الطريقة التي نعمل بها الآن مع تلاميذ المدارس والطلاب في إطار برنامج Space-التابع لمؤسسة تعزيز الابتكار. قال فلاديسلاف إيفانينكو ، الرئيس التنفيذي لشركة سبوتنيك ، "نحن نوفر مجموعات البناء ، ويخرج تلاميذ المدارس والطلاب بحمولاتهم الخاصة ، ويجمعون القمر الصناعي نفسه ويطلقونه في الفضاء".
برنامج آخر يعمل مع الطلاب في إطار هذا البرنامج.شركة Geoscan هي شركة مشاركة في سوق NTI AeroNet. يسلم مكعبات جاهزة على الفور مع تركيب حمولة العميل عليها. تخطط الشركة في المستقبل لإنتاج مجموعات تعليمية للسوق وتقديم أجزاء منفصلة لتصنيع الأقمار الصناعية النانوية.
"هناك جامعات بفضل الموجودةالمرافق قادرة على إنشاء منصات CubeSat وحمولاتها الخاصة من قبل المعلمين والطلاب ، مما يوفر تجربة قيمة لجميع المشاركين. قال ألكسندر خوخلوف ، رئيس مشروع الأقمار الصناعية النانوية الفضائية Geoscan ، "إذا كان الهدف الرئيسي هو إجراء تجربة في المدار أو اختبار الحمولة ، فإن الجامعات أيضًا تحصل على منصة قمر صناعي جاهزة".
بمساعدة المكعبات ، أجرى الطلاب تجارب علمية واختبروا تقنيات جديدة. اليوم ، لا تزال هذه الأقمار الصناعية تستخدم للأغراض التعليمية.
اركض واحصل على
لإطلاق مكعبات في الفضاء ، تحتاج إلى المشاركة في برنامج الدولة لعمليات الإطلاق التعليمية أو طلب إصداره من مزود فضاء خاص.
يتم إطلاق CubeSats بعدة طرق.في بعض الأحيان يتم إطلاقها يدويًا من محطة الفضاء الدولية (ISS)، ولكن في أغلب الأحيان - جنبًا إلى جنب مع إطلاق صاروخ ثقيل. وتوضع الأجهزة في حاوية خاصة في المرحلة العليا من الصاروخ؛ وبعد إطلاقها في المدار، ينفتح غطاء الحاوية، و"تتناثر" الأقمار الصناعية المكعبة في الفضاء. مع مثل هذا الإطلاق، هناك فارق بسيط: لا يتم إطلاق الأقمار الصناعية المكعبة في مدارات محددة ومخطط لها، ولكن في مدارات تعسفية.
يكتسب العالم شعبية في إطلاق الأجهزة باستخدام مركبات الإطلاق خفيفة الوزن التي يمكنها إطلاق المكعبات في مداراتها المستهدفة.
"يمكن إرسال صواريخ خفيفة إلىمساحة العشرات من المكعبات ليست عابرة ، بل إطلاق مستهدف. في الوقت نفسه ، سيتم إطلاقهم في مدار متخصص ودقيق بتكلفة أقل بكثير وأسرع بكثير. يتطور نموذج العمل هذا بنجاح ". رومان جيتس.
بمجرد أن تصبح المكعبات في المدار ، فإنهاالشروع في العمل: يتواصلون مع محطات الاستقبال على الأرض ، ويجمعون البيانات اللازمة وينقلونها في شكل مشفر. تتواصل الأجهزة بدقة في وقت محدد ومحدود.
على الرغم من حقيقة أن مثل هذه الأجهزة تفعل ذلك عادةمن مكونات غير مكلفة ، يمكن أن تعمل "المكعبات" الحديثة في الفضاء لمدة تصل إلى عدة سنوات. كقاعدة عامة ، يتم إطلاقها في مدارات منخفضة من 250-500 كم ، حيث تتباطأ تدريجياً وتحترق في الغلاف الجوي بسبب الكبح الديناميكي الهوائي.
على الرغم من حجمها ، يمكن للأقمار الصناعية حل مختلف المهام العلمية والبحثية. على سبيل المثال ، يتم استخدام مكعبات لاستشعار سطح الأرض عن بعد.
والأعمال التجارية أيضا تريد مكعبات
إذا تم تكييف مكعبات صغيرة من أجل البساطةالتجارب وقدراتها محدودة ، ثم الإصدارات الكبيرة قادرة على القيام بمهام جادة بمهام تقنية معقدة. هذه الميزة تجذب ممثلي الأعمال إلى المكعبات.
"بادئ ذي بدء، إن برنامج cubesat تعليميالمنصة، ستكون ذات صلة بالتعلم لفترة طويلة. ولكن تدريجيا أصبحت المنصة ذات شعبية كبيرة بين رواد الأعمال. تحتاج الشركات الخاصة إلى المراقبة من المدار، ولهذا السبب تطلب مركباتها الفضائية. وقال ألكسندر خوخلوف: "إن الأقمار الصناعية المكعبة مطلوبة بسبب وزنها وحجمها وتكلفتها المنخفضة".
بالفعل في غضون 10 إلى 20 عامًا ، ستتمكن العديد من الشركات من حلهامهام الفضاء بمساعدة مكعبات جاهزة ، كما يقول رومان جيتس. "ستصبح معظم المركبات الفضائية التجارية مركبات فضائية صغيرة. ربما ليس مع المكعبات ، ولكن مع الأجهزة التي يصل وزنها إلى 50-100 كجم ، "كما يعتقد. - ما يمكن أن تفعله الأقمار الصناعية التي تزن 200 كجم اليوم ، ستكون الأجهزة التي يتراوح وزنها بين 20 و 30 كجم قادرة على القيام به. أصبح استكشاف الفضاء التجاري أكثر كفاءة من حيث "جودة السعر". في غضون 20 عامًا ، ستطلب حتى الشركات الصغيرة مكعبات جاهزة ".
قراءة المزيد:
بعد عشر سنوات من العمل ، شكك العلماء في النموذج القياسي للفيزياء
هناك "كوكب" آخر داخل الأرض: كيف أنقذ الحياة الوليدة
تمت إعادة برمجة الخلايا القديمة ، وأصبحت أصغر بثلاثين عامًا: كيف تعمل