Cubesat

Typ technischer Satelliten

CubeSat (cube engl. Würfel, da die Grundeinheit annähernd würfelförmig ist, s. u.) ist eine ab 1999 von der Stanford University und der California Polytechnic State University entwickelte und 2004 erstmals in der Raumfahrt eingesetzte Spezifikation für kostengünstige Kleinsatelliten, die sich als Industriestandard etabliert hat.

nCube-2, ein norwegischer CubeSat
GeneSat-1 als Beispiel für einen Dreifach-Plus-CubeSat 3U+
Test der Freisetzung von OSSI 1, 2012

SpezifikationBearbeiten

Die Satelliten müssen unter anderem ein bestimmtes Gehäuseformat haben. Der kleinstmögliche Cubesat (1U von englisch one unit für eine Einheit) hat die Abmessungen 11,35 cm × 10 cm × 10 cm und eine Masse von maximal 1,33 kg. Diese Satelliten werden in einer speziellen Startvorrichtung (Poly Picosatellite Orbital Deployer oder P-POD), die drei CubeSats aufnehmen kann, als Sekundärnutzlast bei Satellitenstarts mitgeführt. Außerdem wurde von der japanischen Titech-Universität eine Startvorrichtung für einzelne CubeSats entwickelt.

Als Erweiterung des Cubesat-Formats sind auch eineinhalbfache (1.5U, 17,02 cm × 10 cm × 10 cm, 2 kg), doppelte (2U, 22,7 cm × 10 cm × 10 cm, 2,66 kg) und dreifache (3U, 34,05 cm × 10 cm × 10 cm, 4 kg) CubeSats möglich. Auch Satelliten mit Teilgrößen von CubeSat existieren, beispielsweise AeroCube 6 mit 0,5U,[1] Spacebee-Satelliten mit 0,25U bzw. 1/4U[2] und Beesats mit 0,375U (3/8U).[3]

Die Preisliste des Rideshare-Anbieters Spaceflight Industries führte schon im Jahr 2013 Preise für den Start von Cubesats der Größen 1U, 3U, 6U und 12U auf.[4] Die Einheit 6U hat das Format 10 cm × 22,63 cm × 34,05 cm, die Einheit 12U das Format 22,63 cm × 22,63 cm × 34,05 cm.[5] Der erste 12U-Cubesat wurde im Juni 2016 gestartet,[6] der erste 16U-Cubesat im Juli 2019.[7][8]

AnwendungenBearbeiten

Bereits im Jahr 2010 wurden Cubesats für die verschiedensten Zwecke eingesetzt, von der Umweltbeobachtung bis zu biologischen Experimenten und Tests von neuer Raumfahrttechnik. Schätzungen zufolge befanden sich damals zwischen 35 und 40 Cubesats im Orbit, wovon etwa ein Viertel noch funktionierte.[9]

Durch die Miniaturisierung der Elektronik und Sensorik wurde es während der Etablierung des Cubesat-Standards möglich, solche Kleinsatelliten auch für anspruchsvolle technische und wissenschaftliche Aufgaben einzusetzen.[9]

Kommerzielle Anwendungen umfassen zum Beispiel Satellitenkonstellationen zur Beobachtung und Fernerkundung oder Datenübertragung und sind ein Treiber der technischen Entwicklung. Im Jahr 2014 waren 76 Prozent der gestarteten Cubesats kommerzieller Natur.[10]

Im Jahr 2018 fand die erste Anwendung außerhalb des Erdorbits statt, als zwei 6-fach-Cubesats des Typs MarCO parallel zum interplanetaren Flug der Landesonde InSight zum Mars flogen, um während der Landung von InSight die Kommunikation zu unterstützen.[11] Mit der Mission Artemis 1 sollen im Jahr 2021 acht Cubesat-Raumsonden zum Mond gebracht werden, von denen eine auch auf dem Mond landet.

DeorbitingBearbeiten

Seit 2011 führte die NASA Experimente zur Beschleunigung des Absturzes von Cubesats nach Missionsende (dem Deorbiting) durch. Einige Hersteller bieten passive Vorrichtungen zum Deorbiting an. In Frage kommen zum Beispiel Systeme ähnlich einem Bremsschirm, aber auch ein System mit einem 30 Meter langen Stromleiter, welcher eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Stand 2019 steht die Entwicklung solcher System nach wie vor erst am Anfang.[12]

Siehe auchBearbeiten

LiteraturBearbeiten

  • Committee on Achieving Science Goals with CubeSats: Achieving Science with CubeSats – Thinking Inside the Box. The National Academies Press, Washington, D. C. 2016, ISBN 978-0-309-44263-3, online@nap.edu

WeblinksBearbeiten

Commons: Cubesat-Satelliten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. http://space.skyrocket.de/doc_sat/cubesat.htm Gunter's Space Page: CubeSat
  2. http://space.skyrocket.de/doc_sdat/spacebee.htm Gunter's Space Page: SpaceBEE
  3. TUBSAT-Missionen. TU Berlin, abgerufen am 8. Februar 2021.
  4. Pricing Spaceflight (Memento vom 14. Januar 2013 im Internet Archive)
  5. Pricing Spaceflight wie abgerufen am 21. August 2019
  6. Aoxiang Zhixing. Gunter’s Space Page, abgerufen am 27. Oktober 2019.
  7. Exolaunch has integrated 28 smallsats for July Soyuz launch. Space Daily, 3. Juli 2019.
  8. Momentus X1 (El Camino Real). Gunter’s Space Page, abgerufen am 27. Oktober 2019.
  9. a b Tiny Satellites for Big Science im Astrobiology Magazine astrobio.net am 12. Juli 2010
  10. Achieving Science with CubeSats: Thinking Inside the Box von National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Division on Engineering and Physical Sciences, Space Studies Board, Committee on Achieving Science Goals with CubeSats bei National Academies Press, 2016, in der Zusammenfassung und auf Seite 55. ISBN 9780309442664
  11. Beyond Mars, the Mini MarCO Spacecraft Fall Silent auf der NASA Internetseite am 5. Februar 2019
  12. Sasha Weston: State of the Art of Small Spacecraft Technology. (PDF; 20,7 MB) In: www.nasa.gov. National Aeronautics and Space Administration, Oktober 2020, abgerufen am 17. März 2021 (englisch): „These fields are still in their infancy, ...“