Cubesats Miniatur-Weltraumforscher

CubeSats sind winzige Satelliten, die für bestimmte Zwecke wie Weltraumaufnahmen oder technologische Tests gebaut wurden. Diese Nanosatelliten sind viel kleiner als herkömmliche Wetter- und Kommunikationssatelliten und lassen sich mit handelsüblichen Komponenten relativ einfach aufbauen und starten. Diese Leichtigkeit des Aufbaus und ihre günstigen Kosten ermöglichen Studenten, kleinen Unternehmen und anderen Institutionen einen einfachen und kostengünstigen Zugang zu Räumen.

Wie CubeSats funktioniert

Die NASA entwickelte CubeSats als Teil eines Programms zur Verwendung von Nanosatelliten für kleine Forschungsprojekte, die von Studenten, Fakultäten und kleinen Organisationen geplant und gebaut werden konnten, die normalerweise keine Startzeit erwerben konnten. Sie werden hauptsächlich von Universitäten und kleineren Forschungsinstituten und Unternehmen eingesetzt. CubeSats sind klein und einfach zu starten. Sie sind so gebaut, dass sie in Standardabmessungen passen und sich leicht in eine Trägerrakete integrieren lassen. Der kleinste ist 10 x 10 x 11 Zentimeter (als 1U bezeichnet) und kann auf eine Größe von 6U skaliert werden. CubeSats wiegen normalerweise weniger als 1,33 kg pro Einheit. Die größten, die 6U-Satelliten, wiegen etwa 12 bis 14 Kilogramm. Die Masse jedes CubeSat hängt von den darin enthaltenen Instrumenten und der erforderlichen Startmethode ab.

Von CubeSats wird erwartet, dass sie während ihrer Missionen selbstständig manövrieren und ihre eigenen miniaturisierten Instrumente und Computer mitführen. Sie übermitteln ihre Daten an die Erde, um von der NASA und anderen Bodenstationen abgeholt zu werden. Sie nutzen Solarzellen für die Stromversorgung mit integriertem Batteriespeicher.

Die Kosten für CubeSats sind relativ gering. Die Baukosten beginnen bei 40.000 bis 50.000 US-Dollar. Die Startkosten sinken auf unter 100.000 USD pro Satellit, insbesondere wenn einige von ihnen auf einer einzigen Startplattform in den Weltraum geschickt werden können. In den letzten Jahren haben einige Starts Dutzende von CubeSats auf einmal in den Weltraum geschleudert.

Studenten bauen Mini-Satelliten 

Im Dezember 2013 bauten Schüler der Thomas Jefferson High School für Wissenschaft und Technologie in Alexandria, Virginia, den ersten kleinen Satelliten dieser Art mit Teilen eines Smartphones. Ihr kleiner Satellit, genannt "PhoneSat", wurde von der NASA als ein Weg konzipiert, Nanosatelliten zu testen, die mit Smartphone-Technologie ausgestattet sind. 

Seitdem sind zahlreiche andere CubeSats geflogen. Viele wurden von Studenten und kleinen Institutionen entworfen und gebaut, die daran interessiert sind, Zugang zu Raum für Bildungs- und Wissenschaftsaktivitäten zu erhalten. Sie waren eine hervorragende Möglichkeit für Studenten, den Bau und die Verwaltung von Wissenschaftsprojekten zu erlernen, und für Universitäten und andere, an Experimenten im Weltraum mit kleinen Forschern teilzunehmen.

In allen Fällen arbeiten die Entwicklungsgruppen mit der NASA zusammen, um ihre Missionen zu planen, und beantragen dann die Startzeit wie jeder andere Kunde. Die NASA kündigt jedes Jahr CubeSat-Gelegenheiten für eine Vielzahl von technischen und wissenschaftlichen Projekten an. Seit 2003 wurden Hunderte dieser Minisatelliten gestartet, die wissenschaftliche Daten für Amateurfunk und Telekommunikation, Geowissenschaften, Planetenwissenschaften, Atmosphärenwissenschaften und Klimawandel, Biologie und Technologietests liefern. Viele weitere CubeSat-Projekte sind in der Entwicklung und umfassen Untersuchungen in den Bereichen Aufklärung, Biologie, fortgesetzte Untersuchungen der Atmosphäre und das Testen von Materialien zur Verwendung in zukünftigen Raumfahrzeugen.

Die Zukunft von CubeSats

CubeSats wurde unter anderem von der russischen Weltraumorganisation, der Europäischen Weltraumorganisation, der indischen Weltraumforschungsorganisation (ISRO) und der NASA gestartet. Sie wurden auch von der Internationalen Raumstation aus eingesetzt. CubeSats hat neben Bildgebungs- und anderen Technologie-Demonstrationen auch Sonnensegeltechnologie, Röntgenastronomie-Instrumente und andere Nutzlasten eingesetzt. Am 15. Februar 2017 schrieb die ISRO Geschichte, als sie 104 Nanosatelliten an Bord einer einzelnen Rakete einsetzte. Diese Experimente repräsentierten die Arbeit von Studenten und Wissenschaftlern aus den USA, Israel, Kasachstan, der Schweiz, den Vereinigten Arabischen Emiraten und der Schweiz.

Das CubeSat-Programm ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Weltraum zu erreichen. Zukünftige Nanosatelliten in der Serie werden sich auf Messungen der Erdatmosphäre konzentrieren, den Zugang der Schüler zum Weltraum fortsetzen und erstmals - mit den MarCO CubeSats - zwei dieser Minisatelliten mit der InSight-Mission auf dem Mars einsetzen. Zusammen mit der NASA fordert die Europäische Weltraumorganisation die Studenten weiterhin auf, CubeSat-Pläne für einen möglichen Start in der Zukunft vorzulegen und noch mehr junge Frauen und Männer zu zukünftigen Raumfahrzeugingenieuren auszubilden!