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CubeSat

1999
  • Jordi Puig-Suari (California Polytechnic State University)
  • Bob Twiggs (Stanford University)
Projeto de nanosatélite CubeSat no laboratório de engenharia aeroespacial.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A specification for a class of nanosatellites using a standard unit size of 10x10x10 cm, known as 1U, with a mass up to 2 kg. CubeSats can be scaled to 1.5U, 2U, 3U, 6U, or 12U+ sizes. This standardization dramatically lowered the barrier to entry for space missions by enabling shared launch dispensers and a market for off-the-shelf components.

O CubeSat O padrão foi concebido em 1999 como uma ferramenta educacional para proporcionar aos alunos de pós-graduação experiência prática no projeto, construção, teste e operação de um satélite. A principal inovação não foi apenas o tamanho reduzido, mas a padronização do formato e sua interface com o veículo de lançamento. Isso foi alcançado por meio do Poly-Picosatellite Orbital Deployer (P-POD), um mecanismo em forma de caixa que mantém os CubeSats firmemente presos durante o lançamento e os ejeta em órbita usando um sistema de mola.

Ao padronizar as dimensões externas e fornecer um método de implantação simples e confiável, a especificação CubeSat desvinculou o projeto do satélite das especificidades do veículo de lançamento. Isso permitiu que os provedores de lançamento tratassem os CubeSats como um tipo uniforme de carga útil secundária, simplificando a integração e as revisões de segurança. Essa previsibilidade impulsionou a criação de um ecossistema vibrante de componentes comerciais prontos para uso (COTS). As empresas começaram a produzir em massa subsistemas compatíveis com CubeSat, como sistemas de energia, computadores de bordo, rádios e sistemas de controle de atitude. Esse mercado de COTS reduziu drasticamente o custo e o tempo de desenvolvimento de novas missões, transformando o CubeSat de uma ferramenta puramente educacional em uma plataforma viável para empreendimentos comerciais, ciência governamental e até mesmo exploração interplanetária.

UNESCO Nomenclature: 3302
Engenharia aeroespacial

Tipo

Padrão de projeto

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Projetos anteriores de picossatélites no laboratório de desenvolvimento de sistemas espaciais da Universidade de Stanford
  • a necessidade de uma plataforma padronizada e de baixo custo para a educação de estudantes de pós-graduação
  • avanços em eletrônicos comerciais prontos para uso (cots)
  • Desenvolvimento de adaptadores padronizados para veículos de lançamento para cargas úteis secundárias, como o anel ASAP.

Aplicações

  • missões de ciência espacial lideradas por universidades
  • constelações comerciais de observação da Terra (ex: Planet Labs)
  • Demonstração em órbita de tecnologia para novos hardwares e softwares.
  • missões interplanetárias (ex: Marcopolo-A e Marcopolo-B)
  • satélites de comunicação de rádio amador

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • modular, reconfigurable cubesats that can change function in orbit by swapping modules
  • a ‘cubesat app store’ for uploading and running new software experiments on orbiting satellites
  • self-assembling cubesat structures that connect in orbit to form larger arrays
  • cubesat-based space debris removal tugs
  • lunar and martian surface science stations deployed from a cubesat bus
  • a network of interplanetary cubesats serving as a deep space gps system
  • 3d-printed, custom-material cubesat frames for specialized radiation shielding
  • biomedical experiment cubesats for studying cell growth in microgravity
  • cubesat swarms for creating temporary, localized communication networks for disaster relief
  • in-orbit manufacturing demonstration using a cubesat platform
Related to: CubeSat, nanosatellite, satellite standard, 1U, p-pod, Bob Twiggs, Jordi Puig-Suari, newspace, cots, standardized design.

Contexto histórico

CubeSat

1993-07-22
1996
1998
1999
2000
2000
2000
1993
1994
1997
1998
1999-05-01
2000
2000
2000

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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