CubeSail (UltraSail) - CubeSail (UltraSail)
| Tipo de misión | Tecnología: propulsión de vela solar |
|---|---|
| Operador | NASA / Universidad de Illinois |
| Sitio web |
cubesail y cuaerospace |
| Propiedades de la nave espacial | |
| Tipo de nave espacial | 2 × 1,5 U CubeSats |
| Fabricante | Universidad de Illinois |
| Masa de lanzamiento | ~ 3 kg |
| Inicio de la misión | |
| Fecha de lanzamiento | 16 de diciembre de 2018 |
| Cohete | Electrón |
| Sitio de lanzamiento | Laboratorio de cohetes LC-1 |
| Contratista | Laboratorio de cohetes |
| Parámetros orbitales | |
| Sistema de referencia | Geocéntrico |
| Régimen | Tierra baja |
CubeSail es una misión de demostración de propulsión de naves espaciales de bajo costo que utiliza dos satélites CubeSat de 1.5U idénticos para desplegar una cinta de vela solar de 260 m (850 pies) de largo y 20 m 2 (220 pies cuadrados) entre ellos. Esta misión es la primera de una serie de demostraciones cada vez más complejas que conducen a un heliogyro UltraSail a gran escala por parte de la Universidad de Illinois y CU Aerospace .
Antecedentes: Heliogyro
UltraSail es un tipo propuesto de nave espacial robótica que utiliza la presión de radiación ejercida por la luz solar para la propulsión. Se basa en el concepto de "heliogyro" de Richard H. MacNeal, publicado en 1971, y consta de múltiples palas giratorias unidas a un eje central.
La actitud (orientación) de la nave espacial Heliogyro , y por lo tanto la dirección de empuje, se controlaría cambiando el paso cíclico y colectivo de las palas de manera similar a un helicóptero.
Aunque el diseño de Heliogyro no tiene ninguna ventaja de masa sobre una vela cuadrada, sigue siendo atractivo porque el método de desplegar grandes palas de vela es más simple que un diseño basado en puntales. La rigidez de la hoja se logra haciendo girar la nave espacial (fuerza centrífuga) con su eje de rotación generalmente apuntando al Sol.
Nave espacial CubeSail
Descripción general
La Universidad de Illinois junto con CU Aerospace diseñaron esta misión para demostrar el despliegue y medir el empuje en una membrana de 7,7 cm × 250 m (unos 20 m 2 ) hecha de mylar aluminizado . La membrana se despliega entre dos CubeSats de 1,5U que se separan entre sí en la órbita terrestre baja. Está pensado como un primer paso hacia el desarrollo del concepto de vela solar más grande llamado UltraSail.
La reorientación de los CubeSats hará que la vela sufra resistencia aerodinámica en la atmósfera superior para su eliminación.
Selección
La nave espacial fue seleccionada en 2012 por la NASA para ser lanzada como parte del programa ELaNa .
Lanzamiento
CubeSail se lanzó en un vehículo de lanzamiento Electron el 16 de diciembre de 2018 desde Nueva Zelanda.
Si bien "se observaron balizas de satélite en la frecuencia correcta después del lanzamiento una vez el 18 de diciembre de 2018", no hubo "suficiente relación señal / ruido para demodular el distintivo de llamada en las balizas", y "no se recibieron más comunicaciones de CubeSail ".
Seguir en
Yo navego
La segunda misión propuesta del proyecto se llama I-Sail , se propone lanzarse en 2022, y consistiría en una nave espacial de 25 kg (55 lb) con palas bilaterales con un área total de vela de 2500 m 2 . Demostrará niveles de empuje muchas veces superiores a los de los propulsores de iones utilizados para misiones en el espacio profundo y realizará un escape por gravedad de la Tierra. Varios objetivos científicos se evalúan como objetivos secundarios. El proyecto está siendo financiado por el programa Small Business Innovation Research (SBIR) de la NASA.
UltraSail
CubeSail e I-Sail están pensados como pasos hacia el desarrollo de un concepto de vela solar más grande (1.600 kg) llamado UltraSail para misiones interplanetarias e interestelares . Este último consiste en múltiples estructuras tipo CubeSail que se extienden por palas de película de kilómetros de largo unidas a un eje central para finalmente formar un heliogyro. El material de la hoja UltraSail, el cuerpo de la vela solar, se monta en varios carretes, cada uno con un ancho de 5 a 10 m, y se despliega a una longitud de hoja de hasta 5 km (3,1 millas) para un total de 100.000 m 2 de vela. área. La nave espacial gira alrededor del eje central para aplanar las palas mediante la fuerza centrífuga, apoyada por tip-CubeSats. Para la estabilidad de las palas de un kilómetro de largo, esto requiere un período de rotación de 1 a 2 horas para que superen la fuerza de presión solar de 3 a 5 veces. Cada hoja es una fina película de poliimida recubierta con ripstop .
Para UltraSail, el control de la hoja (y por lo tanto el control de actitud de la nave espacial) se inicia mediante pequeños minisatélites controlables (tipsat) en la punta de cada hoja. La masa tipsat proporciona una fuerza centrífuga estabilizadora sobre la cuchilla durante la rotación. Cada tipsat sería una estructura de fibra de carbono de 5 metros de largo con una masa total de 50 kg, incluida la aviónica y 20 kg de propulsor (óxido nitroso catalizado ( N
2O ) y gas frío). Alternativamente, los tipsats podrían ser propulsados con microthrusters eléctricos para controlar el paso de las palas.
La fuerza de empuje máxima esperada debido a la presión solar es equivalente a los sistemas de propulsores de iones de 400 kW utilizados para misiones comparables en el espacio profundo.
Ver también
- IKAROS , una vela solar japonesa, lanzada en mayo de 2010
- NanoSail-D2 , el sucesor de NanoSail-D, lanzado en noviembre de 2010
- LightSail , un CubeSat de vela solar controlado lanzado en julio de 2019
- Near-Earth Asteroid Scout , un CubeSat de vela solar que actualmente se planea lanzar en 2020
- Sunjammer , una vela solar que se canceló antes del lanzamiento en 2014