Piccoli satelliti chiamati CubeSats hanno attirato molta attenzione negli ultimi anni. Oltre a consentire ai ricercatori di testare nuove tecnologie, la loro relativa semplicità offre anche una formazione pratica agli ingegneri all'inizio della carriera.

Un CubeSat recentemente schierato dalla Stazione Spaziale Internazionale è un esempio chiave del loro potenziale, sperimentando CubeSats applicati all'astronomia.

Per i prossimi mesi, una dimostrazione tecnologica chiamata ASTERIA (Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics) verificherà se un CubeSat può eseguire misurazioni precise del cambiamento nella luce di una stella. Questa fluttuazione è utile per una serie di applicazioni commerciali e astrofisiche, compresa la scoperta e lo studio di pianeti al di fuori del nostro sistema solare, conosciuti come pianeti extrasolari.

ASTERIA è stato sviluppato nell'ambito del programma Phaeton presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. Phaeton è stato sviluppato per fornire assunzioni all'inizio della carriera, sotto la guida di esperti mentori, con le sfide di un progetto di volo. ASTERIA è una collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology di Cambridge; Sara Seager del MIT è la ricercatrice principale del progetto.

Un nuovo modello di telescopio spaziale

ASTERIA si affida alla fotometria di precisione, un campo che misura il flusso, o intensità, della luce di un oggetto. Per essere utile a qualsiasi scienziato, un telescopio spaziale deve correggere le fonti interne di errore mentre effettua queste misurazioni.

Gli ingegneri hanno imparato a correggere il "rumore" in telescopi spaziali molto più grandi. Se fossero in grado di fare lo stesso per CubeSats, potrebbe aprire una classe completamente nuova di strumenti per l'astronomia.

"I CubeSat offrono un mezzo relativamente economico per testare nuove tecnologie, " ha detto Amanda Donner di JPL, responsabile dell'assicurazione della missione per ASTERIA. "Il design modulare di CubeSats li rende anche personalizzabili, dando accesso allo spazio anche a un piccolo gruppo di ricercatori e studenti".

Ha detto che è anche possibile che le costellazioni di questi CubeSat funzionino in concerto, coprendo più cosmo contemporaneamente.

Una telecamera astronomica stabile

Le sue piccole dimensioni richiedono ad ASTERIA di avere caratteristiche ingegneristiche uniche.

• Una telecamera astronomica fissa manterrà il telescopio bloccato su una stella specifica per un massimo di 20 minuti ininterrottamente mentre la navicella spaziale orbita attorno alla Terra.
• Un sistema di controllo termico attivo stabilizzerà le temperature all'interno del minuscolo telescopio mentre si trova all'ombra della Terra. Ciò aiuta a ridurre al minimo il "rumore" causato dallo spostamento delle temperature, essenziale quando la misurazione cerca di rilevare lievi variazioni nella luce della stella bersaglio.

Entrambe le tecnologie si sono rivelate difficili da miniaturizzare.

"Una delle maggiori sfide ingegneristiche è stata quella di inserire l'elettronica di puntamento e di controllo termico in un pacchetto così piccolo, " ha detto Matthew Smith di JPL, Ingegnere di sistema e responsabile di missione di ASTERIA. "Tipicamente, quei componenti da soli sono più grandi dell'intero nostro veicolo spaziale. Ora che abbiamo miniaturizzato la tecnologia per ASTERIA, può essere applicato ad altri CubeSat o piccoli strumenti."

Anche se è solo una dimostrazione tecnologica, ASTERIA potrebbe indicare la strada per futuri CubeSat utili all'astronomia.

È impressionante, soprattutto considerando che si trattava effettivamente di un progetto di formazione:molti membri del team si sono laureati solo negli ultimi cinque anni, ha detto Donner.

"Abbiamo progettato, costruito, testato e consegnato ASTERIA, e ora lo stiamo volando, " ha detto. "JPL prende sul serio l'approccio formativo dell'imparare facendo".