Un cubesat, in gran parte costruito da studenti universitari e programmato per il lancio domenica, esplorerà la fattibilità di un nuovo metodo di propulsione che potrebbe consentire a satelliti molto piccoli di muoversi nell'orbita terrestre senza trasportare carburante. Questo potrebbe aprire la strada a minuscoli satelliti che rimangono in orbita per lunghi periodi e operano in sciami, monitoraggio di tempeste e disastri naturali, Per esempio.

Un cubesat ha le dimensioni di una pagnotta di pane, progettato per fare un giro nello spazio con una missione importante. I Cubesat sono modi a basso costo per testare nuove tecnologie o consentire agli studenti di fare esperienza pratica con l'esplorazione dello spazio. MiTEE è programmato per volare dal Mojave Air and Space Port sulla demo di lancio 2 di Virgin Orbit.

Mentre l'atmosfera terrestre è molto più spessa sul terreno, una dispersione di particelle d'aria si estende fino all'orbita terrestre bassa, il territorio di circa il 60 percento dei satelliti in orbita attorno alla Terra. I piccoli satelliti sono più fortemente influenzati dalla resistenza dell'atmosfera superiore rispetto ai grandi satelliti, rallentando le loro orbite e facendoli cadere verso la Terra.

"Questi veicoli spaziali più piccoli non durano molto a lungo, forse anche giorni o settimane, o qualche mese, dipende da quanto sono alti, " ha detto Brian Gilchrist, professore di ingegneria elettrica e informatica, che ha supervisionato la squadra.

E, a differenza dei satelliti più grandi, la maggior parte dei piccoli satelliti non può combattere la resistenza. La propulsione si ottiene tipicamente spingendo qualcosa nella direzione opposta di marcia, ma questo significa trasportare materiale extra sul satellite che aggiunge peso ed è una risorsa limitata.

Ma poiché i piccoli satelliti sono così leggeri, possono essere in grado di sfruttare un diverso mezzo di propulsione. Piuttosto che fare affidamento sulle reazioni uguali e contrarie di Newton per muoversi, potrebbero essere in grado di sfruttare le leggi più sottili dell'elettromagnetismo.

Il team sta studiando l'idea di collegare due piccoli satelliti delle dimensioni di un telefono cellulare con un cavo lungo da 10 a 30 metri in grado di guidare la corrente in entrambe le direzioni utilizzando l'energia dei pannelli solari e chiudendo il circuito elettrico attraverso la ionosfera terrestre. Quando un filo conduce una corrente in un campo magnetico, quel campo magnetico esercita una forza sul filo. Il team prevede di utilizzare la forza del campo magnetico terrestre per salire più in alto in orbita, compensare la resistenza dell'atmosfera.

I primi esperimenti per testare l'idea saranno su un satellite CubeSat chiamato MiTEE-1:The Miniature Tether Electrodynamics Experiment-1. La versione in fase di lancio è stata progettata e realizzata da più di 250 studenti, nell'arco di sei anni. Sono stati guidati da ingegneri e tecnici dell'UM Space Physics Research Laboratory (SPRL). La versione lanciata ora avrà un braccio rigido dispiegabile, lungo un metro, tra un satellite delle dimensioni di un portapane e un altro delle dimensioni di un grande smartphone. Misurerà quanta corrente può essere prelevata dalla ionosfera in condizioni diverse.

"È la prima volta che MiTEE lancerà un satellite, ed è passato molto tempo. Sono entusiasta di vedere finalmente il risultato di anni di sforzi, " Lauren Citkowski, un ingegnere aerospaziale senior.

In due anni e mezzo di progetto, Citkowski è grata per le esperienze che hanno costruito sia le sue capacità tecniche, come la saldatura e l'assemblaggio di componenti elettronici, e le capacità comunicative e interpersonali che le consentiranno di prosperare in team di ingegneria interdisciplinari.

Il progetto MiTEE continua a U-M, prendere dati da questo satellite e pianificare il prossimo. Una versione futura con un cavo più lungo tra i satelliti, 30 piedi o più, dimostrerebbe che questa forma di propulsione elettromagnetica potrebbe mantenere il dispositivo in orbita.

Il progetto MiTEE partecipa al Multidisciplinary Design Program (MDP), che aiuta ad abbinare studenti di tutta l'università con la ricerca della facoltà, dagli studenti del primo anno agli studenti di livello master. Attraverso MDP, l'UM College of Engineering finanzia anche borse di studio per studenti di famiglie a basso e medio reddito, o che sono nella prima generazione della famiglia per frequentare l'università. Tutti gli studenti che partecipano a MDP acquisiscono esperienza pratica nella ricerca e nell'industria, preparandoli per le carriere in ingegneria e scienze spaziali.