• Wednesday May 22,2019

Malé satelity, ktoré sa môžu lietať do inej slnečnej sústavy

Anonim

Vedci dúfajú, že najmenšie satelity sveta budú odvážne ísť tam, kde predtým nebola žiadna sonda

Ben Bishop

Počas rozhovoru v kaviarni v Bostone sa Zac Manchester omluvil za to, že nepriniesol kópiu svojho najnovšieho satelitu - jedného z mnohých duplikátov, ktorý má vstúpiť na orbitu tento jeseň počas misie na Medzinárodnej vesmírnej stanici. "Nebojte sa, " hovorí Manchester, profesor aeronautiky a astronautiky Stanfordskej univerzity. "Ja dám jednu do obálky a pošlem ju na vás."

Aj malá obálka by stačila, keďže Manchester ešte vytvoril najmenší satelit. Sprite, ako sa nazýva, váži iba 4 gramy a meria menej ako 2 štvorcové palce - zhruba veľkosť a hmotnosť štandardného cukrového balenia.

Takéto zmenšujúce sa kozmické lode, ktoré sa skladajú z komponentov, ktoré sa nachádzajú mimo základu za cenu približne 25 dolárov za kus, by mohli hrať veľkú úlohu pri budúcom prieskume vesmíru, hovorí Manchester. Môžu dokonca predstavovať našu najlepšiu šancu získať ľudské zariadenie pre inú hviezdu než pre slnko. Nadchádzajúca misia ISS by mu mala ukázať, ako blízko sme už.

Pomalé štarty


Manchester začal pracovať na projekte v roku 2009, krátko po tom, ako začal štúdium na Cornellskej univerzite, v nadväznosti na predchádzajúcu prácu svojho poradcu Masona Pecka a kolegového doktora Justina Atchisona. Do začiatku roka 2011 už vytvoril niekoľko predbežných verzií Sprite. Keď sa loď v poslednej chvíli otvorila letom raketoplánov, ten a Peck sa podarilo dostať svoj experiment do ISS. Astronauti nasadili tri zariadenia na vonkajšiu časť kozmickej stanice počas prechádzky. O tri roky neskôr všetci stále pracovali, dokazujúc, že ​​elektronika môže vydržať tvrdé priestorové prostredie.

Manažéri Manchesteru pokračovali v lietaní na tkancoch lotyšsko-nemeckého satelitu Venta 1 a taliansko-nemeckého satelitu Max Valier, ktorý začal v júni 2017 na obežnej dráhe s nízkou oblačnosťou. Sprites sú stále pripojené k hostiteľským satelitom, demonštrovali, že môžu využívať slnečnú energiu a úspešne komunikovať s pozemnými stanicami.

Zac Manchester má pôvodný KickSat 2014, plný Sprites. Nová verzia, KickSat-2, by mala začať v novembri.

Cornell University

Ďalšou veľkou výzvou je prinútiť Sprites voľne lietať vo vesmíre, kde sa môžu rozprávať navzájom as pozemskými veliteľskými stanovišťami. Prvý pokus prišiel v apríli 2014 s uvedením približne 120 Sprites na palubu družice s veľkosťou topánok s názvom KickSat-1, ktoré bolo pomenované tak, že Manchester financoval misiu prostredníctvom kampane KickStarter, ktorá sa zhromaždila.

Sprites 'vydanie muselo počkať viac ako dva týždne z dôvodu žiadosti NASA, aby oblasť jasné pre ruský začatie Soyuz. Po tomto oneskorení sa KickSat-1 nepodarilo prepustiť jeho Sprites kvôli elektrickému problému pravdepodobne spôsobenému vystavením žiareniu. V dôsledku toho celá kozmická loď vyhorela pri atmosférickom opätovnom vstupe bez toho, aby uvoľnila Sprites.

Rýchle spustenie

Nádeje teraz spočívajú na KickSat-2, ďalšom remeselníckom remeselníckom prístroji, ktorý sa začne v novembri od spoločnosti NASA vo Flight Facility vo Virginii. Manchesteru trvalo viac ako štyri roky, aby sa pokúsil znova kvôli ťažkostiam pri získavaní licencie FCC, potrebnej na komunikáciu s pozemnými zariadeniami v Spojených štátoch. FCC sa tiež zaoberala orbitálnymi úlomkami a schopnosťou detekovať minútu kozmickej lode, ktorú možno ťažko sledovať.

"To spôsobilo problém pre celú malú satelitnú výskumnú komunitu, " hovorí Manchester. Podarilo sa mu tento problém odstrániť odovzdaním zodpovednosti za misiu do NASA Ames Research Center, pre ktoré predtým pracoval.

Akonáhle KickSat-2 vstúpi na predpísanú obežnú dráhu, Manchester a jeho tím môžu vydať príkazy od zeme, aby uvoľnili zhruba 100 Sprites z rotujúceho kontajnera, aby sa prirodzene rozšírili do vesmíru. "Budú letieť niekoľko dní až na pár týždňov, predtým, než sa spália, čo prináša krátkodobý experiment, " hovorí.

Sprites by mohol byť spolu s veľkými ľahkými plachtami súčasťou ambiciózneho plánu vyslať kozmickú loď do najbližšej exoplanety do 20 rokov.

Prevratná iniciatíva

Hlavným cieľom misie je nadviazať komunikáciu medzi minútovými satelitmi prostredníctvom prístupu nazvaného sieťové siete, ktorý zahŕňa prenos správ do blízkych satelitov, aby sa informácie nakoniec šírili všetkým Sprites. Aj keď je to štandardná technika na Zemi, nikdy sa to nestalo v priestore.

Sekundárnymi cieľmi bude testovanie polohy Sprite a navigačných schopností, ako napríklad stanovenie vzdialenosti medzi jednotlivými družicami vysielaním rádiových signálov a meraním času prepravy. "Všetky tieto kroky sú stavebnými kameňmi smerom k tomu, aby umožnili vesmírnym rojom vo veľkom meradle konať kolektívne, " hovorí Manchester.

Budúcnosť je teraz

Hoci KickSat-2 má byť technologickým demonštračným projektom, Manchester je ochotný začať robiť aj skutočnú vedu. Ražby nízkonákladových jednorazových lietajúcich objektov môžu vykonávať úlohy, ktoré ani jedna kozmická loď nemôže robiť sama.

Už sa spojil s astronómom Harvardovej univerzity Blakesleyom Burkhartom a navrhol plán rozmiestniť samostatný roj malých satelitov, aby zistil oblohu v nízkofrekvenčnom rádiovom dosahu. Tieto pozorovania nemožno robiť zo zeme, vysvetľuje Burkhart, pretože zemská ionosféra zasahuje do týchto frekvencií. Takéto rádiové vlny majú tiež veľké vlnové dĺžky v desiatkach a stovkách metrov, takže pozorovania môžu vyžadovať ďalekohľad niekoľko kilometrov, odhaduje Manchester. Ak môžu vedci prekonať niekoľko drobných chýb, pole, ktoré tvoria Sprites, môže vykonávať prácu obrie ďalekohľad s oveľa nižšou cenou. "Toto je naozaj posledná hranica pre rádio astronómiu, " hovorí Burkhart.

Sprites sú tiež kľúčom k ďalšiemu ambicióznemu úsiliu, Breakthrough Starshot. Jeho cieľom je začať sériu malých sond za približne 20 rokov hviezdnemu systému Alpha Centauri, vzdialenému 4, 3 svetelných rokov. Títo skritieri by boli pravdepodobne vybavený superľahkými kamerami bez objektívov, 100 000 krát menšími ako bežné fotoaparáty, pretože Manchester poznamenáva, že "všetko je na čipu".

Už sa už teší na jednu fotografiu, a to ako satelitné preteky o 20 percent rýchlosť svetla: snímka planéty Proxima Centauri B. Obraz, ktorý má na mysli, je niečo ako slávna svetlá modrá bodka fotografie o Zemi, ktoré odniesla vesmírna sonda Voyager 1 v roku 1990, keď začala opúšťať slnečnú sústavu.

"Dúfam, že v priebehu niekoľkých desaťročí budeme mať podobný obrázok, " hovorí Manchester, "nehľadiac sa na Zem, ale hľadajúc novú Zem."

Rebecca Manchester

[Tento článok sa pôvodne objavil v tlači ako "Kozmická loď Sprite-ly"


Zaujímavé Články

Náhodná dychtivosť: Staroveké Nubians vyrobené antibiotické pivo

Náhodná dychtivosť: Staroveké Nubians vyrobené antibiotické pivo

Pivo: Niektorí ľudia si myslia, že je to dôkaz toho, že Boh nás miluje a chce, aby sme boli šťastní. Iní ho považujú za veľký zdroj antibiotík - samozrejme, tí ľudia žili takmer pred 1700 rokmi. Počas veľa posledných troch desaťročí sa antropológ George Armelagos pokúša vysvetliť, ako múmie, ktoré sa datujú od starobylého kráľovstva v regióne Nubia - oblasti južne od Egypta, ktoré sa nachádzajú v dnešnom Sudáne - získali toľko antibiotického tetracyklínu vo svojich kostiach. Keďže vedci neboli do 20. storočia syntetiz

Sky Lights: žiaria na Venuši

Sky Lights: žiaria na Venuši

Radar poskytuje pohľad na dynamický povrch Venuše. Zvýšené oblasti (ružovo sfarbené) sú bodkované sopkami, poruchami a zlomeninami. Nížiny (modré) sú zväčša pokryté hladkou, tvrdenou lávou. Fotografia je s láskavým dovolením NASA / JPL / MIT / US Geological Survey Mars je v dnešnej dobe v médiách, pričom sa zaujíma kvôli svojim zemským vlastnostiam, ale ak sa pozriete len na dôležité štatistiky, možno by ste sa zaujímali, či sa astronómovia zameriavajú na nesprávnu planétu. Venuša je oveľa bližšia k veľkosti Zem

Hurricane sezóny Výhľad a FAQ s Gregom Hollandom

Hurricane sezóny Výhľad a FAQ s Gregom Hollandom

Ak chcete široko informovať americkú verejnosť o nadchádzajúcom období hurikánov, Projekt o klimatických vedech dnes ráno usporiadal národnú rozhlasovú satelitnú turné s Greg Hollandom, odborníkom na hurikány s Národným centrom pre výskum atmosféry a riaditeľom laboratória Earth System. Niektoré z vystúpení

Najprv jazdiť

Najprv jazdiť

Sandra Olsen stojí v horúcej tráve na rozľahlej pláni v severnom Kazachstane a hľadí na pastierov, ktorí sa plazia po mori, nad zlatým kopcom. Kazachovia po stáročia prechádzali po suchých trávnatých plochách na koni a sú známi svojou schopnosťou strieľať šípy s presnosťou, zatiaľ čo sa odrážajú na vrchole cvalov. Keď Olsen sleduje oblaky ob

Vytvoriť zoznam;  Ráno spia

Vytvoriť zoznam; Ráno spia

Asi 40 percent Američanov má problémy so zaspávaním a každoročne míňajú miliardy na pomoc pri spánku a nápravné opatrenia. Namiesto toho, aby ste vynakladali ťažko zarobené peniaze, zaspávanie mohlo byť tak jednoduché ako napísanie zoznamu úloh. Predchádzajúce výskumy ukázali, že písanie o starostiach môže pomôcť niekomu rýchlo spať, ale existuje konkrétny typ písania, ktorý je účinnejší? Na túto otázku odpovedala skupina výsk

Climate Skeptics  'Nekonečný Al Gore Bash Fest

Climate Skeptics 'Nekonečný Al Gore Bash Fest

Moja posledná časť DeSmogBlog o nedávnej štúdii Andrewa Hoffmana z Michiganskej univerzity o analýze rozdielov v rétorike medzi tými, ktorí chcú podnecovať klímu, a tými, ktorí sú proti nej. Niektoré zistenia neboli prekvapujúce, ale určite som pre mňa dramaticky predviedol veci. Ako píše Hoffman, na základe jeho prieskumu o novinových stanoviskách: Podobne ako v prípade terminológie hnutia klimatických denierov takmer 25% všetkých skeptických článkov označuje ako "alarmistov" podpredsedov v oblasti zmeny klímy. Konkrétne dominantným politickým