Il 28 agosto un razzo SpaceX esploderà da Cape Canaveral in Florida, trasportare rifornimenti diretti alla Stazione Spaziale Internazionale. Ma a bordo ci sarà anche un piccolo satellite che rappresenta un gigantesco balzo nello spazio per il nostro programma di ricerca qui nell'Australia occidentale.

Il nostro satellite, chiamato Binar-1 dopo la parola Noongar per "palla di fuoco, " è stato progettato e costruito da zero dal nostro team presso lo Space Science and Technology Center della Curtin University.

Abbiamo scelto questo nome per due motivi:per riconoscere il popolo Wadjuk della Nazione Noongar, e riconoscere la relazione tra il nostro programma satellitare e Desert Fireball Network di Curtin, che ha cercato con successo meteoriti nel deserto australiano.

Binar-1 è un CubeSat, un tipo di piccolo satellite composto da moduli a forma di cubo di 10 centimetri. Binar-1 consiste in un solo modulo di questo tipo, il che significa che tecnicamente è un CubeSat 1U.

Il suo obiettivo principale è dimostrare che la tecnologia funziona nello spazio, facendo così un primo passo verso missioni future in cui speriamo di inviare CubeSats sulla luna.

Binar-1 è dotato di due fotocamere, con due obiettivi:primo, fotografare l'Australia occidentale dallo spazio, testando così le prestazioni dei nostri strumenti e, si spera, catturando anche l'immaginazione dei giovani studenti WA; e secondo, per immaginare le stelle. La telecamera stellare determinerà con precisione in che direzione è rivolto il satellite, una capacità cruciale per qualsiasi futura missione lunare.

Costruzione su misura

Il nostro centro è il più grande gruppo di ricerca planetaria dell'emisfero australe, e partecipiamo a missioni spaziali con agenzie come la NASA e le agenzie spaziali europee e giapponesi. Per comprendere i vari pianeti e altri corpi nel Sistema Solare, abbiamo bisogno di costruire veicoli spaziali per visitarli. Ma per la maggior parte dell'era spaziale, i costi di costruzione e lancio di questa tecnologia sono stati un grosso ostacolo alla partecipazione per la maggior parte delle nazioni.

Intanto, l'ascesa dell'elettronica di consumo ha prodotto smartphone che sono significativamente più capaci dei computer dell'era Apollo. In combinazione con nuove opzioni di lancio, il costo del lancio di un piccolo satellite è ora alla portata di gruppi di ricerca e start-up. Di conseguenza, il mercato dei componenti satellitari "COTS" (consumer off-the-shelf) è cresciuto negli ultimi dieci anni.

Come altri gruppi di ricerca australiani, abbiamo iniziato il nostro viaggio nello spazio con una missione specifica in mente:costruire strumenti in grado di osservare meteore in fiamme dall'orbita. Ma abbiamo subito scoperto che il costo dell'acquisto ripetuto dell'hardware del satellite per più missioni sarebbe stato enorme.

Ma poi ci siamo resi conto che il nostro gruppo di ricerca aveva un vantaggio:avevamo già esperienza nella costruzione di osservatori spaziali per l'entroterra remoto, come il Desert Fireball Network. Questa esperienza ci ha dato un vantaggio nello sviluppo dei nostri satelliti da zero.

Gli osservatori dell'entroterra e i satelliti orbitali hanno molto in comune. Entrambi hanno bisogno di monitorare i cieli, e operare in condizioni difficili. Entrambi dipendono dall'energia solare e devono funzionare in modo autonomo:nello spazio, proprio come nel deserto, nessuno è là fuori per aggiustare le cose al volo. Entrambi sperimentano anche intense vibrazioni durante il viaggio verso la loro destinazione. È in discussione se i lanci di razzi o le strade ondulate dell'entroterra creino una corsa più accidentata.

Così nel 2018, ci siamo messi al lavoro per costruire un satellite su misura. Per i primi due anni e mezzo, abbiamo realizzato prototipi di circuiti stampati e li abbiamo testati fino ai loro limiti, perfezionando il nostro design con ogni versione. Il test ha avuto luogo nel nostro laboratorio per l'ambiente spaziale dove abbiamo camere a vuoto, azoto liquido e tavoli agitatori, per simulare i diversi ambienti spaziali che il satellite sperimenterà.

A bordo della Stazione Spaziale Internazionale gli astronauti scaricheranno Binar-1 e lo schiereranno da una camera di equilibrio nel modulo giapponese Kibo. Per cominciare, il satellite manterrà un'orbita simile alla stazione, circa 400 chilometri sopra la Terra. A quell'altitudine c'è abbastanza atmosfera da causare una piccola quantità di resistenza che alla fine farà cadere il satellite nella parte più spessa dell'atmosfera.

Alla fine diventerà una palla di fuoco, come il suo omonimo, e se siamo estremamente fortunati ne cattureremo le immagini su uno dei nostri osservatori a terra. Ci aspettiamo che questo accada dopo circa 18 mesi, ma questo lasso di tempo può variare a causa di molti fattori, come il tempo solare. Per tutto il tempo che possiamo, raccoglieremo dati per aiutare a perfezionare le missioni future, e abbiamo già iniziato a cercare modi per raccogliere dati mentre i prossimi satelliti si schiantano nell'atmosfera.

Pieno di cubetti di cubetti

Il lancio sullo stesso razzo con Binar-1 sarà CUAVA-1, il primo satellite costruito dal programma di sviluppo CubeSat dell'Australian Research Council. Ma anche se i due satelliti condivideranno la stessa corsa nello spazio, i loro percorsi di sviluppo sono stati completamente diversi.

Come era il nostro piano originale, il team CUAVA si è concentrato sullo sviluppo di payload strumentali, acquistando sistemi di navigazione e altri componenti da fornitori olandesi e danesi.

Il nostro satellite è stato progettato e costruito completamente internamente, il che significa che possiamo ridurre i costi realizzando più versioni, testando e perfezionando costantemente il nostro hardware per le missioni future.

Ci sono già altri sei satelliti 1U in programma nel programma Binar, ognuno rappresenta un passo verso il nostro obiettivo finale di una missione lunare.

Scattando per la luna

Nell'ambito dell'iniziativa Luna su Marte del governo australiano, stiamo effettuando uno studio di fattibilità per la nostra missione Binar Prospector, che speriamo coinvolgerà due CubeSat di sei unità che effettuano osservazioni ravvicinate della luna mentre si trovano in un'orbita lunare a bassa quota.

La prima volta che prevediamo che questa missione venga lanciata è il 2025, quando la NASA inizia il suo servizio di payload lunare commerciale. Ci sono molteplici opportunità per lanciare CubeSats sulla luna entro la fine di questo decennio, quindi ci saranno molte opzioni. La maggior parte di queste domande sono oggetto dello studio di fattibilità e al momento sono riservate.

Le riprese per la luna non sono solo affascinanti dal punto di vista scientifico, ma gioveranno anche all'Australia. Sviluppando una tecnologia completamente autoctona, possiamo evitare di fare affidamento su costosi componenti importati, il che significa che l'industria spaziale australiana può stare in piedi da sola mentre raggiunge il cielo.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.