Kasutaja:Akustav/Miniatuursatelliit

Allikas: Vikipeedia
ESTCube-1 1U CubeSat

Miniatuursatelliidid või väikesed satelliidid on väikese massi, tavaliselt alla 500 kg, ning suurusega tehiskaaslane. Kõiki selliseid satelliite võib küll nimetada miniatuursatelliitideks aga neid kategoriseeritakse massipõhiselt.

Üks põhjus satelliidi suuruse vähendamiseks on hinna vähendamine: suuremad satelliidid vajavad kõrgema tõukejõuga kanderakette, mis on majanduslikult ka kulukamad. Samas nõuavad väiksemad ja kergemad satelliidid väiksemaid ja odavamaid kandesüsteeme ning neid on sammuti võimalik mitmekesi kosmosesse saata. Sammuti on neid kosmosesse võimalik saata teiste missioonidega, kus massipiir pole ületatud. Satelliidi mõõtmete vähendamine võimaldab odavamat disaini ja kergendab masstootmist, kuigi väga väheseid satelliite on reaalselt masstoodetud, väljaarvatud 'kommunikatsioonivõrgustike' osasid, kus kasutatakse kümneid satelliite globaalse kattuvuse saavutamiseks.

Lisaks väiksemale majanduslikule kulule võimaldavad miniatuursatelliidid mitmete missioonide realisatsiooni, mida suuremate satelliitidega läbi viia ei saa:

  • Madalaid andmekiiruseid vajavad kommunikatsioonivõrgustikud
  • Formatsioonide kasutamine, et koguda andmeid eripunktidest
  • Suuremate satelliitide ülevaatlus orbiidil
  • Ülikoolidega seotud uurimustööd

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

Nano- ja mikrosatelliitide turuosa kosmosetööstuses on viimaste aastate jooksul aina kasvanud. Arendustöö 1- 50 kg massivahemikus on märgatavalt ületanud 50- 100 kg vahemikus olevate satelliitide oma.[1]

Aastatel 2000- 2005 leidis annuaalselt aset alla 15 sateliiti orbiidilesaatmist, mis jäid 1- 50kg piiridesse, 2006 34 satelliiti, alla 30 aastatel 2007- 2011. See number tõusis 34'ni 2012 ning 93'ni aastal 2013.[1]

Klassifitseerimine[muuda | muuda lähteteksti]

Väike satelliit[muuda | muuda lähteteksti]

Space Technology 5 3 mikrosatelliiti.

Mõiste "väike satelliit",mõnikord "minisatelliit", all mõeldakse üldiselt satelliiti, mille "wet mass" (mass koos kütusega) jääb 100- 500 kg vahele. Väikesed satelliidi on üldjuhul konstruktsioonilt lihtsamad aga kasutavad tavasatelliitidega samasid tehnoloogiaid.[2][3]

Näited satelliitidest: Demeter, Essaim, Paraso, Picard, Microscope, Taranis, Elisa, Smese, SSOT, Smart-1,Spirale, Jason-1, Jason-2.

Väikese satelliidi kanderaketid[muuda | muuda lähteteksti]

Üleüldiselt on minisatelliite kosmosesse saadetud teisese laadungina suurematel kanderakettidel. On mitmeid firmasid, kes töötavad konkreetselt miniatuursatelliitidele mõeldud kanderakettide kallal. Täpsemalt ei võimalda teisese laadungi staatus väikestele satelliitidele spetsiifilisi parameetreid, näiteks orbiidivalikus või kanderaketi käivitusajastust.[4]

Firmad, kellel on plaanis pakkuda kanderaketid väikesatelliitidele:

Mikrosatelliit[muuda | muuda lähteteksti]

Nimi mikrosatelliit või "mikrosat" rakendub tavaliselt tehiskaaslastele, mille wet mass jääb vahemikku 10 kuni 100 kg.[1][2][3] Siiski pole see ametlik konventsioon ja seetõttu võidakse nimetada mikrosat' deks satelliite, mis on raskemad või kergemad (näiteks 1 ja 50 kg).[1] Vahel kasutatakse selliste satelliitide kirjeldamiseks geneerilisi mõisteid nagu "väike satelliit", "smallsat"[5] või "satlet".[8]

Peale massi on satelliitide puhul tähtis ka ruumilised mõõtmed.

Näited satelliitidest: Astrid-1 and Astrid-2.

Mikrosatelliitide kanderaketid[muuda | muuda lähteteksti]

Hulk kaubanduslikke ja sõjalis- töövõtjaid töötavad praegu mikrosatelliitide kanderakettide väljatöötamise kallal, et rahuldada vajadust aina täpsemate ja unikaalsemate ülessaatmisspetsifikatsioonide järele, mida mikrosatelliidid endaga kaasa toovad. Teisase laadungi staatus ei võimalda enam aina keerukamatele satelliitidele spetsiifilisi parameetreid näiteks orbiidivalikus või kanderaketi käivitusajastust.[4]

2012 juulis teatas Virgin Galactic enda LauncherOne projektist, orbitaalne kanderakett, mis on disainitud väikeste satelliitide (kuni 100 kg) saatmiseks Maa-lähedasele orbiidile. Eeldatakse, et projekt valmib aastaks 2016. Paljud kaubanduslikud firmad, näiteks GeoOptics, Skybox Imaging, Spaceflight Services ja Planetary Resources on juba sõlminud lepingud . Virgin Galactic on LauncherOne kontseptsiooni kallal töötanud aastast 2008.[6]

2012 detsembris kuulutas DARPA välja DARPA ALASA programmi, mis võimaldats saata kosmosesse 24. satelliidist (massiga ~20 kg keha kohta) koosnevat mikrosatelliitide formeeringuid.[9]

Boeing Small Launch Vehicle on õhust käivitatav kolmefaasiline kanderaketi kontseptsioon, saatmaks maksimaalselt 45 kg Maa-lähedasele orbiidile. Programm on kavandatud selleks, et viia U.S. sõjaliste väikeste satelliitide ülessaatmiskulud 300,000 USD peale (7,000 USD/kg). Kui uurimisprojekti rahastatakse, võib see 2012 seisuga olla valmis aastaks 2020.[10]

Nanosatelliit[muuda | muuda lähteteksti]

PhoneSat 1.0 testimise ajal. Kollane antenn on väljakeritud.

"Nanosatelliit" või "nanosat" on tehiskaaslane, mille wet mass jääb vahemikku 1- 10kg.[1][2][3]Nad võivad opereerida üksi või töötada koos, moodustades "satelliidiparvesid".[11] Mõned disainid vajavad suurt "emasatelliiti", et suhelda maapealse juhtimisjaamaga või muudeks eesmärkideks.

Tänu moodsa tehnoloogia miniaturiseerimisele ja võimekuse tõusmisele ning satelliitparvede kasutusele on nanosatelliidid piisavalt võimekad, et täita missioone, mille jaoks varem mikrosatelliidid vajalikud olid.[12] Näiteks 6U CubeSat standardit kasutav 35 8kg kaaluvast Maa - pildistamissatelliidist koosnev konstellatsioon võiks asendada 5 153kg kaaluvat RapidEye Maa - pildistamissatelliiti. Samade missioonikuludega oleks võimalik igat Maa punkti pildistada 3.5 tunniste vahedega, võrreldes 24 tunnise ajaga, mida pakub RapidEye konstellatsioon. Tihedam ülelennuaeg on märgatav pluss katastroofikontrolliga tegelevate riikide jaoks, mille eesmärk ka RapidEye on. Lisaks võimaldab nanosat lahendus rohkematel riikidel omada satelliitelt visuaaltelemeetria kogumiseks.[12]

Nanosatelliitide tootjate ja arendajate hulka kuuluvad: Surrey Satellite Technology,[13] NovaWurks,[14] Dauria Aerospace,[15] Nanosatisfi [13] ja Planet Labs.[13]

Nanosatelliitide turg[muuda | muuda lähteteksti]

2004 - 2014 leidis aset vaid 75 nanosatelliidi missiooni. Missioonide hulk tõusis märgatavalt kolmekuises vahemikus 2013 november - 2014 jaanuar, kus leidis aset 94 missiooni. [13]

2014 juuli seisuga on järgneva viie aasta jooksul planeeritud üle 1000 missiooni.[13]

Nanosatelliitide kanderaketid[muuda | muuda lähteteksti]

Tehnoloogia arengu, miniaturiseerimise ning tänu osaühingutele suunatud kapitalile on loodud mitmeid startup firmasid, kelle eesmärgiks on luua nanosatelliitide kanderakette.

Väljatoodud või arenduses kanderaketisüsteemide hulka kuuluvad:

  • Virgin Galactic LauncherOne ülemine faas, plaanitud WhiteKnightTwo abil õhust käivitatav süsteem, sarnane SpaceShipTwo kosmoselaevale.[16][13]
  • Ventions Nanosat ülemine faas.[17]
  • Nammo/Andøya North Star (polaarorbiidivõimeline kanderaket 10 kg kaalu transpordiks).[18]
  • USA armee arendab SWORDS kanderaketi eesmärgiga saata nanosatelliite täpsele orbiidile ükskõik milliselt punktilt Maal.[19] SWORDS on akonüüm, lahtikirjutatuna tähendades "Soldier-Warfighter Operationally Responsive Deployer for Space".
  • April 2013 seisuga arendab Garvey Spacecraft Prospector 18 suborbitaalset kanderaketti nanosatelliitide kanderaketiks, mis on võimeline 250km orbiidile kandma kuni 10 kg.[20]
  • General Orbit on väljatõõtamas õhust käivitatavat raketti, mis on võimeline Maa-lähedasele orbiidile nii nanosatelliite kui ka alla 50kg kaaluvaid mikrosatelliite.[13]
  • 21 aprill 2013 saatis NASA kolm nutitelefonipõhist nanosatelliiti orbiidile.Kaks telefoni kasutavad PhoneSat 1.0 spetsifikatsioone ning kolmas kasutab veel arengujärgus Phonesat 2.0 süsteemi.

Pikosatelliit[muuda | muuda lähteteksti]

Pikosatelliit või "pikosat" on tehiskaaslane, mille wet mass jääb vahemikku 0.1- 1 kg[2][3] kuigi vahel peetakse silmas ükskõik missugust satelliiti, mille mass on alla 1 kg.[1] Enamasti disainitakse pikosat'e töötama parvedena. Mõned disainid nõuavad suuremat "emasatelliiti" maajaamaga suhtluseks või muudeks eesmärkideks. CubeSat 1U standard on hea näide suurest pikosatelliidist, kaaludes 1kg (võib olla ka väike nanosatelliit).

Pikosatelliidid on "tee ise" harrastajatele väljakujunev alternatiiv. Praegu on pikosatelliite saadaval 0.1 -1kg vahemikus, umbes alumiiniumpurgi suuruses. Satelliidi orbiidilesaatmine on tänapäeval saadaval vahemikus 9500 - 15 000 eurot alla 1kg kaaluvate pikosatelliitide puhul.[21]

Femtosatelliit[muuda | muuda lähteteksti]

Femtosatelliit või "femtosat" on tehiskaaslane, millel on wet mass vahemikus 10-100 g.[1][2][3]Nagu pikosatelliitidega, vajavad mõned disainid suurema "emasatelliidi" olemasolu maajaamaga ühenduse loomiseks.

Kolm prototüüpi saadeti 2011 aasta mais ISS'le. Nad kinnitati testimiseks kosmosejaamavälisele platvormile Materials International Space Station Experiment (MISSE-8) külge.[22] 2014 aasta märtis saadeti Falcon 9 raketiga orbiidile KickSat, mille eesmärgiks oli 104 femtosatelliidisuuruse kiib-satelliidi vabastamine.[23][24]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 2014 Nano/Microsatellite Market Assessment Iga-aastane turuhinnangu seeria. Atlanta, Georgia: SEI. Jaanuar 2014. lehekülg 18. Välja otsistud 18 veebruar 2014.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 "Small Is Beautiful: US Military Explores Use of Microsatellites" Defense Industry Daily. 30 juuni 2011. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Tristancho, Joshua; Gutierrez, Jordi (2010). "Implementation of a femto-satellite and a mini-launcher". Universitat Politecnica de Catalunya: 3. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  4. ↑ 4,0 4,1 Werner, Debra (12 August 2013). "Small Satellites & Small Launchers | Rocket Builders Scramble To Capture Growing Microsat Market". Space News. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  5. ↑ 5,0 5,1 "Virgin Galactic relaunches its smallsat launch business". NewSpace Journal. 12 July 2012. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  6. ↑ 6,0 6,1 EXCLUSIVE: Virgin Galactic unveils LauncherOne name!, Rob Coppinger, Flightglobal Hyperbola, 9 December 2008. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  7. ↑ "Alpha". Firefly Space Systems. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  8. ↑ Lindsey, Clark (19 December 2012). "DARPA developing microsat constellation orbited with air-launch system". NewSpace Watch. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  9. ↑ Lindsey, Clark (19 December 2012). "DARPA developing microsat constellation orbited with air-launch system". NewSpace Watch. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  10. ↑ Norris, Guy (21 May 2012). "Boeing Unveils Air-Launched Space-Access Concept". Aviation Week. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  11. ↑ Verhoeven, C.J.M.; Bentum, M.J.; Monna, G.L.E.; Rotteveel, J.; Guo, J. (aprill–mai 2011). "On the origin of satellite swarms". Acta Astronautica. 68 (7–8): 1392–1395. DOI:10.1016/j.actaastro.2010.10.002. {{cite journal}}: parameeter |accessdate= nõuab parameetrit |url= (juhend)
  12. ↑ 12,0 12,1 Tsitas, S. R.; Kingston, J. (February 2012). "6U CubeSat commercial applications". The Aeronautical Journal 116 (1176): 189–198.
  13. ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 13,4 13,5 13,6 "Nanosats are go!". Technology Quarterly Q2 2014 (The Economist). 2014-06-07. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  14. ↑ Messier, Doug (11 October 2013). "NovaWurks Awarded Contract for DARPA Phoenix Project". Parabolic Arc. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  15. ↑ Cheredar, Tom (9 October 2013). "Dauria Aerospace lands $20M to grow its earth-monitoring nano satellite platform". VentureBeat. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  16. ↑ Amos, Jonathan (11 July 2012). "Richard Branson's Virgin Galactic to launch small satellites". BBC News. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  17. ↑ Messier, Doug (2 July 2012). "DARPA Awards 6 Small Airborne Launch Vehicle Contracts". Parabolic Arc. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  18. ↑ Lindsey, Clark (28 January 2013). "North Star rocket family with hybrid propulsion". NewSpace Watch. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  19. ↑ Messier, Doug (19 November 2012). "U.S. Army, NASA Working on Low-Cost Nanosat Launcher". Parbolic Arc. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  20. ↑ Messier, Doug (4 April 2013). "Garvey Nanosat Launcher Selected for NASA SBIR Funding". Parabolic Arc. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  21. ↑ "DIY Satellite Platforms". KK Technium. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  22. ↑ Elizabeth Simpson (27 April 2011 (Updated 16 May 2011)). "Chip satellites -- designed to blow in the solar wind -- depart on Endeavour's final launch". Cornell Chronicle. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  23. ↑ Clark, Stephen (13 April 2014). "http://www.spaceflightnow.com/falcon9/009/140413kicksat/#.VDFBlhZ0bsg". Spaceflight Now. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
  24. ↑ "KickSat Nanosatellite Mission". European Space Agency. Välja otsitud 5 oktoober 2014.
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Kasutaja:Akustav/Miniatuursatelliit&oldid=4030008"