L'ingegnere Joel Steinkraus utilizza la luce solare per testare i pannelli solari su una delle navicelle spaziali Mars Cube One (MarCO) presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA. I MarCO saranno i primi CubeSat -- una sorta di sistema modulare, mini-satellite -- volato nello spazio profondo. Sono progettati per volare dietro il lander InSight della NASA durante la sua crociera su Marte. Se fanno il viaggio su Marte, testeranno un relè di dati sull'ingresso di InSight, discesa e atterraggio di ritorno sulla Terra. Sebbene la missione di InSight non dipenda dal successo dei MarCO, saranno una prova di come CubeSats può essere utilizzato nello spazio profondo. Credito:NASA/JPL-Caltech
Venti anni fa, CubeSats, una classe di satelliti squadrati abbastanza piccoli da stare in uno zaino, sono stati utilizzati dalle università come supporto didattico. più semplice, più piccoli ed economici dei satelliti tradizionali, hanno reso lo spazio più accessibile alle aziende private e alle agenzie scientifiche.
Quest'estate, La NASA ha portato i primi due CubeSat di nuova generazione nello spazio profondo. Sono attualmente in viaggio verso Marte, trascinando migliaia di miglia dietro la navicella spaziale InSight. InSight e i suoi tag-along CubeSat sono già più che a metà strada per il Pianeta Rosso.
La mini missione, chiamato Mars Cube One (MarCO), ha già dimostrato che questa classe di veicoli spaziali può sopravvivere nell'ambiente dello spazio profondo. Prossimamente testerà l'uso della tecnologia di comunicazione miniaturizzata per trasmettere i dati quando InSight tenterà di atterrare a novembre. La trasmissione dei dati di atterraggio è uno dei compiti degli orbiter della NASA, che registrerà la discesa di InSight; gli ingegneri imparano di più da ogni tentativo di atterraggio. MarCO verificherà se questa tecnologia può svolgere abilmente il lavoro di inoltro per le missioni future.
Per completare la loro missione, i MarCO hanno antenne e radio in miniatura ad alto guadagno che possono comunicare con la Terra da circa 93 milioni di miglia di distanza. I loro sistemi di propulsione sono in grado di dirigersi verso Marte; ogni MarCO ha completato la sua seconda manovra di governo in agosto. Hanno anche telecamere a colori, uno dei quali ha scattato la prima immagine da un CubeSat della Terra e della Luna, la prova di quanto questa tecnologia sia letteralmente arrivata lontano.
MarCO è ancora sperimentale. Ha lo scopo di dimostrare che la tecnologia dei veicoli spaziali può essere ridotta in un piccolo pacchetto e fare ancora qualcosa di utile nello spazio profondo. E mentre i CubeSats non potranno mai competere con i veicoli spaziali più grandi e complessi che la NASA di solito vola, i veicoli spaziali MarCO stanno aprendo la strada a una nuova classe di esplorazione robotica.
"La nostra speranza è che MarCO possa aiutare a democratizzare lo spazio profondo, " ha detto Jakob Van Zyl, direttore del Solar System Exploration Directorate presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. "La tecnologia è abbastanza economica da poter immaginare paesi che entrano nello spazio che non erano attori in passato. Anche le università potrebbero farlo".
Un'eredità di esploratori
JPL ha avviato e costruito MarCO, solo uno dei tanti progetti CubeSat che il Lab ha sviluppato. JPL è un luogo naturale per ospitare CubeSats:The Lab ha costruito il primo satellite degli Stati Uniti, Esploratore 1, che ha scoperto le fasce di radiazione di Van Allen nel 1958. Non diversamente da un CubeSat, era un piccolo, astronave rudimentale. La storia del programma spaziale statunitense seguì sulla sua scia.
Il JPL in seguito costruì un mini-rover su Marte chiamato Sojourner che fece piccoli passi nel 1997 e si dimostrò una prova per lo Spirit della NASA, Rover di opportunità e curiosità.
Illustrazione di uno dei veicoli spaziali gemelli MarCO con alcuni componenti chiave etichettati. La copertina anteriore è stata tralasciata per mostrare alcuni componenti interni. Antenne e pannelli solari sono in configurazione dispiegata. Credito:NASA/JPL-Caltech
L'innovazione spesso inizia con la tecnologia pionieristica, ha detto Van Zyl. Una volta che gli ingegneri dimostrano che si può fare qualcosa, seguono le missioni scientifiche.
"Quando si parla di innovazione, MarCO è nella stessa classe di Explorer 1 e Sojourner, " Van Zyl ha detto. "La domanda è:possiamo usare CubeSats per fare più scienza? Non tutta la scienza, perché sono troppo limitate per trasportare molti strumenti. Ma questa tecnologia crea un veicolo per le persone per fare scienza con un investimento molto più basso per il contribuente".
La NASA si è già impegnata a rispondere alla domanda. Thomas Zurbuchen, amministratore associato della direzione della missione scientifica dell'agenzia, è un sostenitore di CubeSats; lo scorso mese, ha annunciato che la NASA finanzierà ogni anno missioni scientifiche SmallSat per un valore di 100 milioni di dollari.
Prepararsi per i futuri CubeSat
MarCO ha già gettato le basi per future esplorazioni con piccoli veicoli spaziali.
"Quasi tutte le funzionalità di MarCO vengono adattate per l'uso su futuri veicoli spaziali, "ha detto John Baker, il program manager responsabile delle piccole navicelle spaziali del JPL. "E molte parti sono iniziate con il prodotto di un partner commerciale che è stato modificato".
Il ruolo dei partner commerciali di MarCO non può essere sopravvalutato. I suoi pannelli solari, macchine fotografiche, avionica, i sistemi di propulsione ei sistemi di controllo dell'assetto sono stati tutti forniti da appaltatori commerciali. Un vantaggio di CubeSats è che possono utilizzare parti e sistemi standardizzati, consentendo alle aziende private di abbassare il prezzo della nuova tecnologia. I veicoli spaziali a basso costo significano anche che gli ingegneri possono assumersi maggiori rischi di progettazione, testare quella tecnologia nello spazio.
Van Zyl ha affermato che l'obiettivo principale di MarCO era dimostrare che CubeSats può sopravvivere al duro viaggio nello spazio profondo. Il team di MarCO può spuntare quella casella dalla loro lista.
Sono già concentrati sul loro prossimo obiettivo:Marte è a pochi mesi e 68 milioni di miglia (110 milioni di chilometri) di distanza.
