Cubesat

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nCube-2, ein norwegischer CubeSat
GeneSat-1 als Beispiel für einen Dreifach-Plus-CubeSat 3U+
Test der Freisetzung von OSSI 1, 2012

CubeSat ist ein 1999 von der Stanford University und der California Polytechnic State University entwickelter Standard für kostengünstige Kleinsatelliten.

Spezifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Satelliten müssen einem Standardformat entsprechen. Der kleinstmögliche Cubesat (1U von englisch one unit für eine Einheit) hat die Abmessungen 11,35 cm × 10 cm × 10 cm und ein Gewicht von maximal 1,33 kg. Diese Satelliten werden in einer speziellen Startvorrichtung (Poly Picosatellite Orbital Deployer oder P-POD), die drei CubeSats aufnehmen kann, als Sekundärnutzlast bei Satellitenstarts mitgeführt. Außerdem wurde von der japanischen Titech-Universität eine Startvorrichtung für einzelne CubeSats entwickelt.

Als Erweiterung des Cubesat-Formats sind auch eineinhalbfache (1.5U, 17,02 cm × 10 cm × 10 cm, 2 kg), doppelte (2U, 22,7 cm × 10 cm × 10 cm, 2,66 kg) und dreifache (3U, 34,05 cm × 10 cm × 10 cm, 4 kg) CubeSats möglich. Auch Satelliten mit Teilgrößen von CubeSat existieren, beispielsweise AeroCube 6 mit 0.5U[1] und SpaceBEE-1 bis -4 mit 0.25U bzw. 1/4U[2].

Die Preisliste von Spaceflight Industries führte schon im Jahr 2013 Preise für den Start von Cubesats der Größen 1U, 3U, 6U und 12U auf.[3] Die Einheit 6U hat das Format 10 cm × 22,63 cm × 34,05 cm bei 10 kg Gewicht. Die Einheit 12U hat das Format 22,63 cm × 22,63 cm × 34,05 cm bei 20 kg Gewicht.[4] Der erste 12U-Cubesat wurde im Juni 2016 gestartet,[5] der erste 16U-Cubesat im Juli 2019.[6][7]

Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Jahr 2010 wurden mit Cubesats sowohl Umweltbeobachtung, als auch biologische Experimente oder der Test von neuer Raumfahrttechnik betrieben. Schätzungen zufolgen befanden sich damals zwischen 35 und 40 Cubesats im Orbit, wovon etwa ein Viertel noch funktionierte.[8]

Durch die Miniaturisierung der Elektronik und Sensorik wurde es während der Etablierung des Cubesat-Standards möglich, mit solchen Kleinsatelliten nicht nur einfache Aufgaben, sondern auch wissenschaftliche Experimente durchzuführen. Ein Anwendungsfall sind zum Beispiel Experimente, welche in Reihen durchgeführt werden, wie es im Studium biologischer Prozesse geschieht. Diese sind auf mehrere günstige Startmöglichkeiten angewiesen.[8]

Kommerzielle Anwendungen umfassen unter anderem Beobachtung und Fernerkundung und sind ein Treiber der technischen Entwicklung. Im Jahr 2014 waren 76 Prozent der gestarteten Cubesats kommerzieller Natur.[9]

Im Jahr 2018 fand die erste Anwendung außerhalb des Erdorbits statt, als zwei 6-fach-Cubesats des Typs MarCO parallel zum interplanetaren Flug der Landesonde InSight zum Mars flogen, um während der Landung von InSight die Kommunikation zu unterstützen.[10] Mit der Mission Artemis 1 sollen im Jahr 2021 acht Cubesat-Raumsonden zum Mond gebracht werden, von denen eine auch auf dem Mond landet.

Deorbiting[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Seit 2011 führte die NASA mehrere Experimente zur Beschleunigung des Absturzes von Cubesats nach Missionsende (dem Deorbiting) durch. Einige Hersteller bieten passive Vorrichtungen zum Deorbiting an. In Frage kommen zum Beispiel Systeme ähnlich einem Bremsschirm, aber auch ein System mit einem 30 Meter langen Stromleiter, welcher eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Stand 2019 steht die Entwicklung solcher System nach wie vor erst am Anfang.[11]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Committee on Achieving Science Goals with CubeSats: Achieving Science with CubeSats – Thinking Inside the Box. The National Academies Press, Washington, D. C. 2016, ISBN 978-0-309-44263-3, online@nap.edu

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Cubesat-Satelliten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. http://space.skyrocket.de/doc_sat/cubesat.htm Gunter's Space Page: CubeSat
  2. http://space.skyrocket.de/doc_sdat/spacebee.htm Gunter's Space Page: SpaceBEE
  3. Pricing Spaceflight (Memento vom 14. Januar 2013 im Internet Archive)
  4. Pricing Spaceflight wie abgerufen am 21. August 2019
  5. Aoxiang Zhixing. Gunter’s Space Page, abgerufen am 27. Oktober 2019.
  6. Exolaunch has integrated 28 smallsats for July Soyuz launch. Space Daily, 3. Juli 2019.
  7. Momentus X1 (El Camino Real). Gunter’s Space Page, abgerufen am 27. Oktober 2019.
  8. a b Tiny Satellites for Big Science im Astrobiology Magazine astrobio.net am 12. Juli 2010
  9. Achieving Science with CubeSats: Thinking Inside the Box von National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Division on Engineering and Physical Sciences, Space Studies Board, Committee on Achieving Science Goals with CubeSats bei National Academies Press, 2016, in der Zusammenfassung und auf Seite 55. ISBN 9780309442664
  10. Beyond Mars, the Mini MarCO Spacecraft Fall Silent auf der NASA Internetseite am 5. Februar 2019
  11. Passive Deorbit Systems. NASA-Studie von 2018–2019, abgerufen am 22. August 2019: „deorbit systems are still in their infancy“.