En cubesat, Till stor del byggd av studenter och planerad att lanseras på söndag, kommer att utforska genomförbarheten av en ny framdrivningsmetod som skulle kunna göra det möjligt för mycket små satelliter att röra sig runt jordens omloppsbana utan att bära bränsle. Detta kan bana väg för små satelliter som stannar i omloppsbana under långa perioder och verkar i svärmar, övervakning av stormar och naturkatastrofer, till exempel.

En cubesat är ungefär lika stor som en limpa, designad för att åka ut i rymden med ett stort uppdrag. Cubesats är billiga sätt att testa ny teknik eller göra det möjligt för elever att få praktisk erfarenhet av rymdutforskning. MiTEE är planerad att flyga från Mojave Air and Space Port på Virgin Orbits Launch Demo 2.

Medan jordens atmosfär är mycket tjockare på marken, en spridning av luftpartiklar sträcker sig hela vägen upp till låg omloppsbana om jorden – territoriet för cirka 60 procent av jordens satelliter. Små satelliter påverkas starkare av luftmotståndet i den övre atmosfären än stora satelliter, saktar ner deras banor och får dem att falla mot jorden.

"Dessa mindre rymdfarkoster håller helt enkelt inte särskilt länge, kanske till och med dagar till veckor, eller några månader, beroende på hur höga de är, sa Brian Gilchrist, professor i elektroteknik och datavetenskap, som övervakade laget.

Och, till skillnad från större satelliter, de flesta små satelliter kan inte bekämpa draget. Framdrivning uppnås vanligtvis genom att trycka något i motsatt färdriktning, men detta innebär att man bär med sig extra material på satelliten som lägger vikt och är en begränsad resurs.

Men eftersom små satelliter är så lätta, de kanske kan dra nytta av ett annat framdrivningsmedel. Istället för att förlita sig på Newtons lika och motsatta reaktioner för att flytta runt, de kanske kan utnyttja elektromagnetismens mer subtila lagar.

Teamet studerar idén att koppla ihop två små satelliter i mobiltelefonstorlek med en 10 till 30 meter lång tråd som kan driva ström i båda riktningarna med hjälp av kraft från solpaneler och stänga den elektriska kretsen genom jordens jonosfär. När en tråd leder en ström i ett magnetfält, att magnetfältet utövar en kraft på tråden. Teamet planerar att använda kraften från jordens magnetfält för att klättra högre i omloppsbana, kompensera för luftmotståndet.

De första experimenten för att testa idén kommer att vara på en CubeSat-satellit som heter MiTEE-1:The Miniature Tether Electrodynamics Experiment-1. Den version som lanseras designades och byggdes av mer än 250 studenter, under sex år. De handlades av ingenjörer och tekniker från U-M Space Physics Research Laboratory (SPRL). Den version som lanseras nu kommer att ha en utplacerbar stel bom, en meter lång, mellan en satellit storleken på en brödlåda och en annan storleken på en stor smartphone. Den kommer att mäta hur mycket ström som kan dras från jonosfären under olika förhållanden.

"Det är första gången MiTEE kommer att skjuta upp en satellit, och det har varit länge sedan. Jag är exalterad över att äntligen se resultatet av år av ansträngning, "Lauren Citkowski, senior inom flygteknik.

Om två och ett halvt år på projektet, Citkowski är tacksam för de erfarenheter som byggde upp både hennes tekniska färdigheter, som lödning och montering av elektronik, och de kommunikations- och interpersonella färdigheter som gör att hon kan trivas i tvärvetenskapliga ingenjörsteam.

MiTEE-projektet fortsätter vid U-M, tar data från den här satelliten och planerar nästa. En framtida version med en längre koppling mellan satelliterna, 30 fot eller mer, skulle visa att denna form av elektromagnetisk framdrivning kunde hålla enheten i omloppsbana.

MiTEE-projektet deltar i Multidisciplinary Design Program (MDP), som hjälper till att matcha studenter från hela universitetet med fakultetsforskning – från förstaårsstudenter till studenter på masternivå. Genom MDP, U-M College of Engineering finansierar också stipendier för studenter från låg- och medelinkomstfamiljer, eller som är i den första generationen av familjen som går på college. Alla studenter som deltar i MDP får praktisk erfarenhet inom forskning och industri, förbereda dem för karriärer inom teknik och rymdvetenskap.