一小群学生最近体验了一种罕见的太空飞行刺激:看看他们设计和建造的小型卫星CubeSat是否在岩石中幸存下来
一小群学生最近体验了一种罕见的太空飞行刺激:看看他们设计和制造的名为立方体卫星(CubeSat)的小卫星,是否不仅在火箭发射升空后幸存下来,而且在轨道上成功收集和传输了数据。
教育立方体卫星任务是通过立方体卫星发射计划选定的,这是美国宇航局教育微型卫星发射(ELaNa)任务的第14部分。ELaNa XIV任务是2017年11月18日发射联合极地卫星系统-1卫星(现在NOAA-20)的辅助有效载荷,这是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和美国国家航空航天局(NASA)之间的合作努力。
由jps -1火箭发射的一颗立方体卫星RadFxSat是由田纳西州纳什维尔范德比尔特大学的学生和AMSAT(一个由业余无线电爱好者组成的全球组织)合作发射的。范德比尔特团队建造了科学有效载荷,而AMSAT将其集成到自己的立方体卫星平台上。他们的实验旨在获得早期在轨数据,以支持在商用存储器中模拟辐射效应,目前商用存储器用于消费电子产品。
到目前为止,该项目成功地发回了数据。“因为我们与捐赠内存的公司合作,所以要确保我们能够正确地与内存通信,存在着工程上的挑战。我学会了电力分配,并确保内存在他们的电力预算之内。直到我自己动手,我才意识到动力对于航天器是多么重要。”范德比尔特大学电气工程专业的博士毕业生丽贝卡·奥斯汀说。奥斯汀还是马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的暑期工程实习生。
与此同时,另一个名为EagleSat-1的立方体卫星项目正在应对发射后的挑战。“事实证明,我们并没有得到数据。学习仍在进行,这是我们做这个项目的主要原因。学生们正在学习的过程失效分析和理解宇宙飞船好一点由于试图找出到底出了什么差错,试图找出如果有什么我们可以帮忙的尽管它在轨道上,”加里耶鲁大学博士说,副教授EagleSat-1航空航天工程和教师的导师,在亚利桑那州普雷斯科特的安柏瑞德航空大学。
本科生研究小组正在考虑的一种可能性是,他们的天线在发射后没有展开。EagleSat-1团队希望,如果这是问题所在,最终固定天线的钓鱼线会因太空环境中的紫外线辐射而衰减,导致线断裂并展开天线,这是应对这种情况的备用计划。
EagleSat-1的本科生和项目经理黛博拉·杰克逊(Deborah Jackson)说,“我们还没有得到数据,这很令人失望,每个人都试图与它取得联系。”“我们将从中吸取的经验教训传递给了下一个项目,EagleSat-2。”EagleSat-1有两个功能,一个是跟踪卫星随时间衰减的轨道,另一个是研究在太空中使用超级电容器作为传统电池的替代,传统电池依赖化学反应。
这两个NASA ELaNa CubeSat项目的结果说明了该项目作为教育平台的功能。“这是一种将孩子们引入实际科学应用的方式。我也见过初中和高中的孩子建造这些东西,”Rex Engelhardt说,他是位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的NASA ELaNA XIV任务经理和发射服务项目任务经理。这个过程从一个经过竞争选择的建议开始。每个组织都出资建造自己的航天器,美国国家航空航天局(NASA)利用NASA火箭的可用容量提供一次太空之旅。
恩格尔哈特说:“对于JPSS-1,我们必须向他们保证,我们正在跟踪这些航天器的设计、建造和测试,不会对JPSS-1卫星造成负面影响。”主卫星发射升空后,立方体卫星就会发射。每个立方体卫星组负责进行冲击和振动测试,以证明他们的卫星能够在发射后存活下来。
“和这些团队一起工作很有趣,他们对自己正在做的事情很兴奋,”恩格尔哈特说。“我们有一个任务准备情况审查,他们会带来一份简报,其中包括他们的所有设计,他们如何建造航天器和满足要求。我们会提出尖锐的问题,并在每三到四个小时的演讲中挑战他们。观看不同的球队和个性很有趣。一位演讲者在大学休息时开车进来,一边嚼着苹果一边做报告。我们让他知道这不是个好主意。”
虽然ELaNA CubeSat团队经历了各种科学和工程挑战,让他们的CubeSat为飞行做好准备,但最后是学习过程。“激励人们朝着一个共同的目标工作,专注于一个项目并完成它,这是一个巨大的教育胜利,”恩格尔哈特说。
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