CubeSats

Bei hypergolen Treibstoffen stellt sich ja die Frage: Wer kann die handhaben? Wer kann den Satelliten betanken?

CuebSats werden normalerweise ja "fertig gepackt" im P-Pod-Launcher am Startplatz gehandhabt. Da drin hat man schon technisch wohl keinen Zugang mehr zu den Satelliten. Ob vorher das kleine Labor an der Uni hypergole Treibstoffe handhaben kann?

Im aktuellen Entwurf für einen CubeSat-Standard steht u.a. auch noch Folgendes drin:

4.1.2. Pyrotechnics shall not be permitted.
4.1.3. Propulsion systems shall have at least three inhibits to activation
4.1.4 Total stored chemical energy shall not exceed 100 Watt-hours.

...

5.1. Enclosure
The Deployer shall enclose CubeSats with a contained volume during the launch phase and a lidded
ejection port at one side.

JPL meldet, dass beim Erstflug von SLS im Jahr 2018 (EM-1) nicht nur die Orion-Kapsel auf eine translunare Bahn gebracht werden soll, sondern auch 13 CubeSats ausgesetzt werden sollen, darunter auch drei von internationalen Partnern.
Bisher genannte CubeSats.

              - Skyfire
              - Lunar IceCube
              - NEA Scout
              - Bio Sentinel
              - Lunar Flashligh
              - CuSP
              - Lunar H-Map

Genauere Beschreibungen auf der JPL-Seite

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4887

   Gruss HHg

Zu den Cubesats bei EM-1 gibt es auch einen Artikel von unserer neuen Autorin Viktoria Schöneich:

"Sekundäre Nutzlasten für EM-1 vorgestellt
Neben dem zunächst unbemannten Orion-Raumschiff sollen 2017 auch sekundäre Nutzlasten mit dem SLS gestartet werden. Dabei handelt es sich um 13 CubeSats, die sich verschiedenen Aufgaben widmen. Die ersten 7 von ihnen stehen jetzt fest."

Weiter im Portal:
http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/09022016213617.shtml

LG Rücksturz

Prima Artikel !!! Nur schad daß er nicht startbeschleunigend wirkt 
Das wird verdammt interessant, ob die Käsewürfel alle auf ihre Bahn kommen !

Ich bin über dieses interessante Technologieexperiment gestolpert: CANYVAL-X, Start Mitte 2016.
http://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/nasa-engineer-awaits-launch-of-cubesat-mission-demonstrating-virtual-telescope-tech
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a012000/a012025/FactSheet_v12.pdf

2 CubeSats (2U "Tom" & 1U "Jerry") sollen in einem sonnensynchronen Orbit in enger Formation fliegen und eine feste Paarausrichtung zur Sonne halten. Der große Satellit (Tom) simuliert dabei einen "Verdecker" der Sonnenscheibe, so dass der zweite Satellit (Jerry) die Corona beobachten könnte (hat aber kein Instrument mit).
Auf Jerry leuchten drei Laserdioden. Tom beobachtet die Sonnenposition und erfasst die relative Position von Jerry über dessen Laserdioden. Dann manövriert er sich über einen Arcjet-Thruster in die passende Position. Verifiziert wird das ganze offenbar mit GPS-Daten (+-10cm).

Hier ist auch Video:



ESA versucht etwas ähnliches mit Proba-3, aber mit größeren Satelliten, die auch direkt wissenschaftliche (und nicht nur technologische) Ziele verfolgen.

Ebenfalls interessant: Das Crowdfunding-Projekt Mayak.
Eine Gruppe russischer Wissenschaftler der Moscow University of Mechanical Engineering (kurz MAMI.... ), möchte einen Cubesat in einen sonnensynchronen Orbit in 600 km Höhe bringen und dort ein pyramidenförmiges Sonnensegel (16m²) als Reflektor entfalten, um das hellste Objekt am Nachthimmel zu formen. Ziel ist primär die Inspririerung der Jugend für den Weltraum.
Die Kampagne (Ziel: 18 000 €) auf der russischen Plattform Boomstarter hat bereits knapp 22.000 € gesammelt.



Mehr Details z.B. unter: http://gadgetynews.com/project-mayak-crowdfunded-satellite-to-become-brightest-star/

Eilig hat man's scheinbar auch, denn starten möchte man bereits dieses Jahr im Juli mit einer Sojus-2 mit Fregat-Oberstufe. Es wurde bereits eine Vereinbarung mit Roskosmos unterschrieben..... Ich nehme mal schwer an Mayak wird dann als Sekundärnutzlast an Bord sein. Welche Hauptmission könnte das im Juli auf einem solchen Orbit also sein?

Bevor die Beschwerden von wegen Vermüllung höherer Umlaufbahnen losgehen: Der Cubesat hat auch eine praktische, wissenschaftl. orientierte Aufgabe....nämlich die Erforschung eines aerodynamischen Deorbitings über große Widerstandsflächen (relativ zur Masse des Raumflugkörpers). Hierzu soll die Reflektorfläche von Mayak als Referenzobjekt zur genaueren Untersuchung dienen.

wie lange soll das deorbeting aus einer höhe von 700 km denn dauern?

und ich dächte weniger an vermüllung als an lichtverschmutzung 

Naja, er soll de-orbit versuchen und demonstrieren. Das heißt umgekehrt, dass sein de-orbit-Konzept eben noch nicht validiert ist, also auch nicht als operationelle, kritische Funktion dienen kann. Es kann gut schiefgehen ... und dann? Segel haben doch schon zig Probleme im Orbit bekommen und sich eben nicht ordentlich entfaltet. Es bräuchte also eine back-up Funktion ... in einem CubeSat wohl eher nicht vorhanden.

In 700 km höhe können es ruhig ein paar Jahrzehnte sein. Allerdings hätte der Cubesat durch das Segel einen größere Fläche wodurch er deutlich schneller von selbst abgebremst wird.

wie lange soll das deorbeting aus einer höhe von 700 km denn dauern?
und ich dächte weniger an vermüllung als an lichtverschmutzung 

Das mit der Lichtverschmutzung sehen auch andere kritisch.

Nicht alle sind von dem Projekt begeistert: Astronomen befürchten, dass das helle Licht von Mayak ihre Beobachtungen stören könnte. Über die Helligkeit besteht noch Unklarheit: Einige gehen davon aus, dass Mayak so hell strahlen wird wie der Mond. Andere glauben, dass der Satellit etwas weniger hell sein wird als die Venus, die der hellste Planet ist - und damit in etwa so hell wie die Internationale Raumstation (International Space Station, ISS), die sehr gut am Himmel zu erkennen ist

Quelle: http://www.golem.de/news/raumfahrt-ein-satellit-sie-alle-zu-ueberstrahlen-1603-119472.html

Naja, "Lichtverschmutzung" hat beispielsweise noch niemand der ISS vorgeworfen. 

Ok, ich weiß, dass der wissenschaftliche Nutzen der ISS nicht mit Mayak vergleichbar ist.

Was ich eher irritierend finde ist der Name Mayak , identisch mit dem Ortsnamen (in englischer Schreibweise) von einer der 3 schwersten Atomunfälle weltweit:

https://de.wikipedia.org/wiki/Internationale_Bewertungsskala_f%C3%BCr_nukleare_Ereignisse

Robert

Was ich eher irritierend finde ist der Name Mayak , identisch mit dem Ortsnamen (in englischer Schreibweise) von einer der 3 schwersten Atomunfälle weltweit:

Hallo, das kommt daher, weil Mayak / Majak einfach Leuchtturm bedeutet (wenn mich das Internet bei der Uebersetzung nicht im Stich gelassen hat).

Mit dieser Info kann ich den Namen eher nachvollziehen, danke Martin,

Robert

Für alle die den Artikel noch nicht gelesen haben, sehr empfehlenswerter Artikel von Viktoria Schöneich im Portal:

"CubeSat-Aktivitäten in Deutschland

Die NASA möchte die kleinen Raumschiffe für die Exploration des Sonnensystems einsetzen. Aber auch in Deutschland wird an verschiedenen Orten an CubeSats gearbeitet."

Weiter hier:
http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/07032016182727.shtml

LG Rücksturz

Guten Morgen zusammen,

von der 2015er SmallSat-Konferenz gibt es hier die JPL-Roadmap, wie sie CubeSats in Explorationsmissionen einsetzen wollen:
http://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=3313&context=smallsat

Die Präsentation fasst zuerst die Randbedingungen und technologische Perspektiven zusammen, u.a.:

• höherers Risiko möglich, gefährlichere Orte möglich
• geringe Kosten (immer noch bis 25 Mio USD für so einen CubeSat ...)
• Ergänzung/Mitflug auf einer Primärmission
• elektrische Versorgung, Kommunikation, Prozessierung, Orbit-Lage-Kontrolle, Autonomie, Lebenszeit beschränken diese Missionen/sind Herausforderungen

Am Ende kommt dann eine spannende Übersicht, welche Missionen mit CubeSats ergänzt werden können. Jeder CubeSat hat dort sowohl eigene technologische als auch wissenschaftliche Ziele, zusätzlich zur Primärmission:

• Psyche - ein CubeSat soll 16 Psyche eigenständig umkreisen, das Magnetfeld vermessen und Bilder machen --- 48h
• Proteus -  ein CubeSat soll 24 Themis tief überfliegen und spektroskopisch untersuchen --- 24h
• BASiX - ein CubeSat soll autonome Nahnavigation und Hovering über einem kleinen Köroer durchführen und dann den Einschlag eines Impaktors beobachten --- 7d
• CORE - ein CubeSat soll autonome Nahnavigation an Tempel 2 durchführen und dann eine gezielte, harte Landung schaffen und überleben, um die Mechanik der Oberfläche zu vermessen --- 48h
• PANDORA - ein CubeSat soll autonom weich auf Phobos landen --- 7d
• VERITAS -  ein CubeSat soll in Venus' Atmosphäre nach Edelgasen schnuppern --- 30d

Wenn diese Dinge so funktionieren und kommen, werden wir wohl keine dedizierten Lander wir Philae mehr sehen, sondern solche Bestandteile der Missionen wird man in Zukunft dann mit den kleinen CubeSat-Mitfliegern machen.

Zitat von: Rücksturz am 15. Mai 2016, 13:39:33

Ich sehe da durchaus einen Markt für einen Launcher in der 50kg/400km-Orbit-Klasse, wenn ein Start für vielleicht 4 bis 5 Cubesats zusammen nur 1 bis 2 Mio. € kosten würde.

nur am Rande, diesen Preis halte ich für nicht realistisch. RocketLab redet von 5 Mio. Dollar für 150kg. Davon wird ein großer Teil aber Fixkosten sein, die kaum reduzierbar sind. Die Kosten fürs Pad dürften gleich groß sein, der bürokratische Aufwand ist gleich groß, die Kosten für Integration ect auch.

Aber um genaue Zahlen gehts ja eigentlich nicht, ich versteh worauf du hinaus möchtest. Ich habe nur halt bis jetzt noch kein schlüssiges Konzept des "New Space" gehört und daher sehe ich da einfach noch nicht den Markt. Klar, Erdbeobachtung. Aber richtig gute Daten gibts da schon frei verfügbar durchs Copernicus Programm. Also bleiben noch höchstens als Möglichkeit für ein Geschäft schnell verfügbare Daten und eventuell hochspezifische.
Für hochspezifische Daten kann man aber kaum von ausgehen, dass das ganze in einen CubeSat passt und dass die vorhandene Norm da zu Kosteneinsparung führt. Und für schnell verfügbare Daten braucht man auch nur ein paar Dutzend Sats, den Markt werden nur ein paar Firmen unter sich aufteilen und dann gibts auch nicht allzu viele Starts.
Daher sehe ich wenn, dann einen zukünfitgen Markt bei Sats in der 100kg Klasse (z.B. LEO Com-Systeme). Und bei sowas braucht man immer mehrere Sats pro Bahnebene, sodass man selber einen Vega-Klasse Träger vollbekommt ohne auf andere Kunden warten zu müssen.

CubeSats werden denk ich immer Technologie Demonstratoren und universitäre Projekte bleiben, aber natürlich ergibt sich durch Träger wie Electron von RocketLab eine viel größere (und passendere) Außwahl an Orbits, bei denen man mitfliegen kann.

Aber aktuell kann einfach noch keiner wirklich vorher sehen, wie sich der Markt entwickeln wird, da schwingen dann natürlich in jeder Aussage viele subjektiven Ansichten mit. In 5-10 Jahren wird sich zeigen, wohin die Reise geht.

Wurden denn bei dem Vortrag auch interessante kommerzielle Projekte vorgestellt? Würde mich mal interessieren, denn wie gesagt, bis jetzt habe ich noch von keinem überzeugenden Konzept gehört!

@stillesWasser
Dem Vortragenden Artur Scholz von LibreCube (http://librecube.net/) ging es vor allem darum die Cubesats in Richtung Open Source weiterzuentwickeln und vor allem zu standardisieren.
Die "Kommerzialisierung" im Sinne von proprietären Entwicklungen sah er eher kritisch.
Sein Ziel ist es den Markt für Cubesats "wieder" für Universitäten und kleine Entwickler interessanter zu machen.

LG Rücksturz

Das reale Potenzial der CubeSats ist immer noch eine große Frage ... zumindest wo sie überall funktionieren, und wo nicht mehr.

Für manche Anwendungen korreliert die Leistung direkt mit der physikalischen Größe, quasi alle Missionen mit Antennen oder Optiken. Da stellt sich die Frage: kann ich überhaupt schrumpfen? Und wenn ja, um wieviel darf ich noch schrumpfen?

Deswegen wachsen viele der "operationellen CubeSats" heute schon und sind oft 3U- oder gar 6U-Typen. Die klassischen 1U-Typen bleiben vielleicht den Demo- und Trainingsflügen vorbehalten, u.a. von Unis und Laboren.

Eine andere Frage ist, ob man die methodischen Prinzipien der CubeSats (wie realisieren ich die Mission) auf größere Satelliten übertragen kann ... und welche "Verluste" ich dabei in Kauf nehmen muss.

Zwei "Nodes" genannte Cubesats sollen im Mai von der ISS ausgesetzt werden und den Formationsflug im All erproben.



Hat jemand etwas mitbekommen steht das kurz bevor, oder hat das Aussetzen eventuell schon stattgefunden?

LG
Rücksturz

Wäre es nicht langsam an der Zeit, die Fragestellung im Threadtitel zu entfernen? (Also, dass der Thread nur noch "CubeSats" heißt) Weil hier wird ja schon lange nicht mehr über das Für und Wider von Cubesats (höchstens über ihre Vor- und Nachteile ggü. konventionellen Satelliten) diskutiert und vielmehr über die neuesten Projekte/Satellitenkonzepte in diesem Bereich berichtet...

Thema umbenannt.

Das israelische Startup "SkyFi" möchte ein Satelliten-Internet auf Basis von Nanosatelliten aufbauen.

http://www.israel21c.org/seeding-space-with-nanosatellites-for-affordable-internet/
http://www.skyfi.tech/

So richtig vorstellen kann ich mir das nicht. Wie soll aus dem kleinen Ding genügend Power herauskommen, um eine nennenswerte Fläche auf der Erde auszuleuchten?

Wollen die die kleinere Sendeleistung mit einer größeren Anzahl wettmachen? Sagen wir mal, so lustige 10000 vielleicht ?
Wie schön, noch mehr und auch kleiner schwerer ortbarer Weltraumschrott.
Oh, ich vergaß - da draußen ist soooviel Platz...
Und wieso die Israelis? Ein kleines bissel wundern darf man sich da doch...

Gestartet werden soll wohl zumindest laut Promovideo mit einer Falcon 9.
Was da wohl SpaceX dazu sagt? Die arbeiten doch an der SpaceX Satellite Development Facility an was recht ähnlichem (allerdings mehr und ungleich größere Satelliten).

Israelische Ideenschmieden sind übrigens nicht zu unterschätzen (siehe auch Silicon Wadi). Die Entrepeneurbereitschaft dort scheint relativ groß zu sein und hat schon einige kleinere und größere High-Tech-Unternehmen hervorgebracht.

Warum muss denn die Sendepower überhaupt so groß sein? Um große Flächen ausleuchten zu können existiert doch erst der Schwarmgedanke. Ich sehe was die Sendeleistung betrifft überhaupt kein Problem.
Viel entscheidender ist wohl eher die Bandbreite und da scheint SkyFi mit der großen entfaltbaren Antenne und patentierter Formfehlerkompensationstechnik ja eine eigene pfiffige nette Idee zu verfolgen.

Israelische Ideenschmieden sind übrigens nicht zu unterschätzen (siehe auch Silicon Wadi). Die Entrepeneurbereitschaft dort scheint relativ groß zu sein und hat schon einige kleinere und größere High-Tech-Unternehmen hervorgebracht.

Siehe auch Better Place. Fand ich an sich eine geniale Idee, man tankt quasi einen Akku, statt ihn langwierig aufzuladen.

Mich persönlich haben ja um die Jahrtausendwende speziell die schluck- und trackbaren Kamerapillen der israelischen Start-Up-Firma Given Imaging extrem fasziniert. Schade, dass das System bis heute nicht von der Krankenkasse finanziert wird, und man stattdessen gezwungen ist für Magen-/Darmuntersuchungen unangenehme Endoskopbehandlungen zu erdulden.

Um aber den Kreis zum Threadthema wieder zu schließen, gibt es eine weitere interessante israelische NewSpace-Firma: SpacePharma.
Außerdem gibt es dort die INSA (Israeli Nano Satellite Association) und 2014 wurde mit Duchifat-1 der erste israelische Cubesat gestartet. Weiterhin hat sich auch die Rüstungsfirma Rafael Advanced Defense Systems Ltd. dem Thema Cubesats schon gewidmet.
Kurzum, das Thema scheint dort großes Interesse zu genießen.