I piccoli satelliti forniscono un economico, alternativa reattiva al più grande, satelliti più costosi. Man mano che la domanda cresce, gli ingegneri devono adattare questi "nanosatelliti" per fornire maggiori ritorni di dati. NASA, in collaborazione con partner educativi, obiettivi 2021 per il lancio di un CubeSat innovativo che affronti queste sfide.

I CubeSat sono costituiti da unità cubiche standardizzate, o di U, tipicamente fino a 12U. Un CubeSat 1U è di 10 centimetri cubi e può pesare fino a tre libbre. Si lanciano come payload ausiliari su missioni esistenti, fornendo un'opportunità economicamente vantaggiosa per progetti di ricerca su piccola scala. I satelliti trascorrono in media 90 giorni in orbita prima di cadere sulla Terra e bruciare nell'atmosfera. Fin dal loro inizio, I CubeSats sono stati una manna per la ricerca e lo sviluppo di piccoli satelliti.

Tipicamente, La Near Earth Network (NEN) della NASA fornisce la comunicazione diretta a terra per CubeSats. La comunicazione avviene solo quando un satellite passa sopra una delle antenne nen, situati in tutto il mondo. Un team di ingegneri e scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, Il Kennedy Space Center della NASA in Florida e l'Università della Florida stanno collaborando su un CubeSat 12U che sarà il primo ad interfacciarsi con lo Space Network della NASA, che fornisce servizi di comunicazione continua. L'Università della Florida RadSat (UF-RadSat) è uno sforzo di progettazione collaborativa di stagisti della NASA provenienti da diverse università in tutto il paese, che hanno presentato più divulgazioni di invenzioni per le sue tecnologie. Il satellite circonderà la Terra in un'orbita di trasferimento geosincrona, comunicante con tre satelliti di tracciamento e trasmissione dati (TDRS) e stazioni di terra NEN. Questa metodologia fornisce una copertura dei dati quasi costante, un'innovazione che potrebbe essere utile per molte future missioni CubeSat.

"Lo scopo della nostra missione è fornire simultaneamente dati ingegneristici critici per rafforzare le missioni della NASA, dimostrando al contempo i vantaggi operativi delle comunicazioni quasi continue tra CubeSats e la costellazione TDRS, " disse Harry Shaw, un co-investigatore della NASA sul progetto. "Il lavoro che eseguiamo per la nostra missione CubeSat consentirà questa opzione di comunicazione per altri CubeSat."

UF-RadSat è più di una semplice dimostrazione di comunicazione. La NASA eseguirà anche due esperimenti sulle radiazioni a bordo del CubeSat. Il primo esperimento è stato creato da un team dell'Università della Florida sotto la direzione di Michele Manuel, presidente del dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali. Il team ha sviluppato una lega di magnesio e gadolinio con proprietà di attenuazione delle radiazioni. La lega, più forte e più leggero dell'acciaio o dell'alluminio, sarà testato per la sua efficacia in orbita nell'intrappolare neutroni termici, un rischio per la salute delle radiazioni. L'esperimento determinerà l'utilità del metallo nel mitigare i rischi posti dalle radiazioni ai futuri voli spaziali umani.

Il secondo esperimento a bordo dell'UF-RadSat ha origine a Goddard. Ray Ladbury e Jean-Marie Lauenstein, scienziati del Radiation Effects Group di Goddard, valuterà l'affidabilità dei transistor ad effetto di campo (MOSFET) di potenza metallo-ossido-semiconduttore nelle dure condizioni di radiazione dello spazio. I sistemi di alimentazione dei veicoli spaziali utilizzano i MOSFET per amplificare o commutare i segnali elettronici. Possono essere danneggiati o distrutti dalle radiazioni ambientali nello spazio. L'esperimento contribuirà a valutare e migliorare l'affidabilità dei MOSFET in orbita e fornirà preziose informazioni sulla rottura del cancello a singolo evento, un guasto primario indotto dalle radiazioni nei MOSFET.

"Fin dai suoi inizi alla fine degli anni '50, La NASA ha svolto un ruolo chiave e influente nel progresso delle capacità spaziali, "ha detto Pat Patterson, il presidente del comitato della Small Satellite Conference. "Lo stesso si può dire per l'influenza della NASA sull'ascesa di piccoli satelliti, poiché la NASA sta ora utilizzando queste tecnologie per continuare a far progredire l'esplorazione scientifica e umana, ridurre il costo delle nuove missioni spaziali, ed espandere l'accesso allo spazio."

La ricerca a bordo dell'UF-RadSat continua l'eredità della NASA nella piccola comunità satellitare. I nanosatelliti come UF-RadSat riflettono la dedizione della NASA alla ricerca economicamente all'avanguardia nella tecnologia delle comunicazioni.