Små satelliter ger en billig, lyhörd alternativ till större, dyrare satelliter. När efterfrågan ökar, ingenjörer måste anpassa dessa "nanosatelliter" för att ge större dataanvändning. NASA, i samarbete med utbildningspartners, mål 2021 för lanseringen av en innovativ CubeSat som tar itu med dessa utmaningar.

CubeSats består av standardiserade kubiska enheter, eller U:s, vanligtvis upp till 12U. En 1U CubeSat är 10 kubikcentimeter och kan väga så lite som tre kilo. De startar som extra nyttolast på befintliga uppdrag, ger ett kostnadseffektivt tillfälle för småskaliga forskningsprojekt. Satelliterna tillbringar i genomsnitt 90 dagar i en bana innan de faller till jorden och brinner upp i atmosfären. Sedan deras start, CubeSats har varit en välsignelse för liten satellitforskning och utveckling.

Vanligtvis, NASAs Near Earth Network (NEN) tillhandahåller direkt-till-jord-kommunikation för CubeSats. Kommunikation sker bara när en satellit passerar över en av NEN -antennerna, ligger runt om i världen. Ett team av ingenjörer och forskare från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, NASA:s Kennedy Space Center i Florida och University of Florida samarbetar på en 12U CubeSat som kommer att vara den första som får kontakt med NASA:s rymdnätverk, som tillhandahåller kontinuerliga kommunikationstjänster. University of Florida RadSat (UF-RadSat) är ett gemensamt designarbete av NASA-praktikanter från flera universitet över hela landet, som har lämnat flera upplysningar om uppfinningar för dess teknik. Satelliten kommer att cirkulera jorden i en geosynkron överföringsbana, kommunicera med tre spårnings- och datarelä -satelliter (TDRS) och NEN -markstationer. Denna metod ger nästan konstant datatäckning - en innovation som kan vara användbar för många framtida CubeSat -uppdrag.

"Syftet med vårt uppdrag är att samtidigt tillhandahålla kritiska tekniska data för att stärka NASA-uppdrag samtidigt som de visar de operativa fördelarna med nästan kontinuerlig kommunikation mellan CubeSats och TDRS-konstellationen, "sa Harry Shaw, en NASA-medforskare om projektet. "Det arbete vi utför för vårt CubeSat -uppdrag kommer att möjliggöra detta kommunikationsalternativ för andra CubeSats."

UF-RadSat är mer än bara en kommunikationsdemonstration. NASA kommer också att köra två strålningsexperiment ombord på CubeSat. Det första experimentet skapades av ett team vid University of Florida under ledning av Michele Manuel, avdelningsordförande i materialvetenskap och teknik. Teamet utvecklade en magnesium- och gadoliniumlegering med strålningsdämpande egenskaper. Legeringen, starkare och lättare än stål eller aluminium, kommer att testas med avseende på omloppseffektivitet för att fånga termiska neutroner, en strålhälsorisk. Experimentet kommer att avgöra metallens användbarhet för att mildra de risker som strålning medför för framtida mänskliga rymdfärder.

Det andra experimentet ombord på UF-RadSat har sitt ursprung i Goddard. Ray Ladbury och Jean-Marie Lauenstein, forskare från Goddards Radiation Effects Group, kommer att bedöma tillförlitligheten hos kraftmetalloxid-halvledare fälteffekttransistorer (MOSFET) under de hårda strålningsförhållandena i rymden. Rymdfarkostens kraftsystem använder MOSFET för att förstärka eller byta elektroniska signaler. De kan skadas eller förstöras av strålningsmiljön i rymden. Experimentet kommer att bidra till att utvärdera och förbättra MOSFET:s pålitlighet i omloppsbana och ge värdefull inblick i en-händelse grindbrott, ett primärt strålningsinducerat fel i MOSFET.

"Sedan starten i slutet av 1950 -talet NASA har spelat en viktig och inflytelserik roll för att utveckla rymdfunktioner, "sa Pat Patterson, ordförande för Small Satellite Conference -kommittén. "Detsamma kan sägas om NASA:s inflytande på uppkomsten av små satelliter, eftersom NASA nu använder denna teknik för att fortsätta att främja vetenskaplig och mänsklig utforskning, minska kostnaden för nya rymduppdrag, och utöka tillgången till rymden. "

Forskningen ombord på UF-RadSat fortsätter NASA:s arv i det lilla satellitsamhället. Nanosatelliter som UF-RadSat återspeglar NASA:s engagemang för kostnadseffektiv forskning i framkant inom kommunikationsteknik.