Med på turen på Dellingrs jungfruresa är en svit av miniatyriserade NASA-utvecklade teknologier – en som inte är större än en fingernagel – som i många fall redan har bevisat sin förmåga i suborbitala eller rymddemonstrationer, öka förtroendet för att de kommer att prestera som de är designade en gång i omloppsbana.

Forskare och ingenjörer vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, byggde alla instrument, främst med finansiering av forsknings- och utvecklingsprogram.

Jonneutral masspektrometer

Den jonneutrala masspektrometern, utvecklad av Goddards huvudutredare Nikolaos Paschalidis och hans team på mindre än ett år, är ett komplicerat instrument utformat för att ta prov på tätheten av neutrala och joniserade atomarter i atmosfären. Under Dellingr-uppdraget, det kommer att mäta den ekvatoriala jonosfären, det atmosfäriska skiktet som påverkar överföringen av radiovågor.

Teamet flög först instrumentet på ett tidigare CubeSat-uppdrag. Även om instrumentet samlade "vackra" jonsammansättningar av väte, helium, och syre, CubeSat-bussen visade sig opålitlig och uppdraget avbröts sex månader efter lanseringen, sa Paschalidis.

"Den omedelbara planen med Dellingr är att omfattande bevisa instrumentets funktionalitet. Förutsatt att allt går bra, vi vill samla in så mycket data som möjligt, kalibrera för rymdskepps attityd och plats, analysera data, och plotta jon och neutral sammansättning och densiteter som en funktion av omloppsbana. Detta i sig är en unik datamängd, " tillade Paschalidis.

Bom och No-Boom magnetometersystem

Två miniatyriserade magnetometersystem, utvecklad av Goddards huvudutredare Eftyhia Zesta och Todd Bonalsky, demonstrerades också framgångsrikt tidigare i år ombord på ett klingande raketuppdrag från Poker Flats, Alaska. På Dellingr, dessa instrument förväntas uppvisa en dramatisk förbättring av noggrannheten och precisionen hos miniatyriserade magnetometrar genom att använda en aldrig tidigare beprövad teknik som involverar bomsystem och system utan bom.

Inkluderat i denna observationsteknik är en magnetometer i miniatyrstorlek placerad i slutet av en utfällbar bom och ett par sensorer placerade inuti Dellingr. Syftet med de interna sensorerna är att mäta magnetfälten, eller "brus, "genererad av rymdfarkostens vridmoment, solpaneler, motorer, och annan hårdvara. Sofistikerade algoritmer som Zestas team skapade då kommer att analysera externa och interna magnetometerdata för att subtrahera rymdfarkostgenererat brus från faktiska vetenskapliga data.

"CubeSats, som vilken rymdfarkost som helst, kommer att vara bullriga; de är magnetiskt orena, " Zesta förklarade, tillägger att för att undvika problemet i mer traditionella rymdfarkoster, magnetometern placeras i slutet av en lång bom. "Även med en bom på en meter – om det inte finns ett program för magnetisk renhet – kommer du att behöva använda algoritmer för att bli av med bussljud. Algoritmer är det enda sättet att få vetenskapligt värde från dina data."

I jämförelse, bommen från Dellingr är bara cirka 22 tum lång och den är inte magnetiskt ren, sa Zesta. "Vi behövde absolut utveckla brusreduceringsalgoritmer om vi ville få några användbara vetenskapliga data."

Diminutiv DANY

Att distribuera magnetometerbommen och UHF-antennen är en miniatyriserad enhet som kallas Diminutive Assembly for Nanosatellite Deployables, eller DANY. Skapad av teknologen Luis Santos, den fungerar som en stiftdragare.

Den fungerar ungefär som en bildörrspärr. Fäst på utsidan av Dellingr, den håller bommen och antennen på plats under uppskjutning och sedan, på kommando, applicerar en ström som aktiverar ett värmeelement, vilket försvagar en plastanordning som håller fast hållarstiften. När Dellingr har nått sin avsedda slut, satelliten aktiverar värmeelementet och de utplacerbara enheterna öppnas för att börja arbeta.

Goddard Fine solsensor

En annan teknik som gör Dellingrs debutflygning är Goddard Fine Sun Sensor, eller GFSS, designad speciellt för CubeSats. Den panelmonterbara enheten kommer att samla in digital data som orienterar instrumenten ombord mot solen. Som med de andra Dellingr-instrumenten, förbättringar är på gång. Chefsutredaren Zachary Peterson tar lärdomar från Dellingrs försök att förbättra GFSS:s noggrannhet och sänka dess strömförbrukning. Andra flygmöjligheter planeras.

Termisk kontrollteknik

Förutom att samla in eller möjliggöra insamling av vetenskapliga data, Dellingr kommer att demonstrera teknik. Huvudutredaren Allison Evans miniatyriserar en äldre termisk styrteknik som inte kräver någon elektronik och som består av jalusier som öppnar eller stänger, ungefär som persienner, beroende på om värme behöver bevaras eller avges. Under flygningen, hon vill bevisa att spjällen kommer att fungera som förväntat i en rymdmiljö.

Enheten består av främre och bakre plattor, klaffar, och fjädrar. Bakplattan är målad med en vit, högemissionsfärg och frontplattan och flikarna är gjorda av aluminium, som inte är lika emitterande. De bimetalliska fjädrarna gör allt jobb. De är gjorda av två olika typer av metall. Fäst på den mycket emitterande bakplattan, fjädrarna lossnar om en av metallerna blir för varm, tvingar flikarna att öppnas. När våren svalnar, den återgår till sin ursprungliga form och flikarna stängs.

För Dellingr-demonstrationen, Evans flyger bara en klaff/fjäderkombination för att hjälpa till att mogna tekniken som förberedelse för framtida uppdrag där de termiska miniatyrgallren skulle vara en integrerad del av den termiska designen. "Ett uppdrag med ett temperaturkänsligt instrument eller en komponent som avger betydande mängder värme endast ibland skulle vara en bra kandidat för denna teknik, " Hon sa.