Už i NASA důvěřuje drobečkům

Můžeme to brát jako barometr, který ukazuje nálady změny v chápání kosmonautiky a v jejím technickém využívání. až doposud byly cubesaty a další malé satelity využívány jako technologické demonstrátory, na kterých se testují nové systém, které se mohou uplatnit na větších družicích. Nyní se ale karta začíná pomalu otáčet. Malé družice totiž pomalu začínají pronikat do oblasti vědy. Nečeká se od nich, že nahradí mnohatunové satelity, které fungují několik let, ale tihle drobečkové je mohou velmi slušně doplňovat. Asi nejlépe je vzestup významu malých družic vidět na přístupu NASA, která na další měsíce chystá hned několik velmi zajímavých vědeckých satelitů, které bychom mohli zařadit mezi cubesaty a malé družice obecně.

S trochou nadsázky můžeme říci, že už tento měsíc začne nová éra výzkumu Země. Družice z nové generace mají ukázat inovativní přístup pro výzkum naší planety. Nezanedbatelnou výhodou této kategorie družic jsou relativně nízké náklady na výrobu a jako bonus se nabízí možnost využít služeb studentů vysokých škol. NASA v dalších měsících vypustí celkem šest projektů, přičemž velikost družic kolísá od ekvivalentu malé pračky až po bochník chleba. Nové mise budou sbírat vědecká data s využitím inovativních technologií a svou pozornost zaměří na energetické hospodaření naší planety, aerosoly, nebo počasí.

Prvním zástupcem nové generace bude RAVAN, tedy Radiometer Assessment using Vertically Aligned Nanotubes. Jde o cubesat, který by měl startovat společně s hlavní družicí WorldView 4, která by měla z Vandenbergovy základny odstartovat už tento pátek v 19:30 našeho času. Úkolem této družice bude ověřit nové technologie, které budou detektovat drobné změny v energetickém hospodaření Země v horních vrstvách atmosféry. Jde o nezbytné údaje pro pochopení vlivu skleníkových plynů na globální klima. Celý projekt RAVAN vede Bill Swartz z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory ve městě Laurel (stát Maryland).

Na jaře roku 2017 se z palub ISS vypustí rovnou dva vědecké satelity, které budou zkoumat zemskou oblačnost. Údaje z těchto cubesatů pomohou vědcům lépe studovat mraky a jejich význam pro dlouhodobé klima, ale i pro aktuální počasí. Prvním z nich bude IceCube, kterou vyvinul Dong Wu z Goddard Space Flight Center v MGreenbeltu (stát Maryland). Srdce tohoto cubesatu bude tvořit novátorský, miniaturní vysokofrekvenční mikrovlnný radiometr, který bude měřit obsah ledu v mracích.

Druhým cubesatem vypuštěným z ISS bude HARP, což je zkratka z Hyper-Angular Rainbow Polarimeter. Za jeho vývojem stojí Vanderlei Martins z University of Maryland Baltimore County v Baltimoru. Účelem této družice bude měření vzdušných částic o velikosti kapek vody, které tvoří mraky. Výhodou HARPu bude, že díky nové metodě bude moci vytvořit přesnější model rozložení těchto částic díky snímkování objektu z mnoha různých úhlů.

Na začátku roku 2017 se do vesmíru podívá MiRaTA, tedy Microwave Radiometer Technology Acceleration. Startovat bude společně s družicí JPSS, která spadá pod národní úřad pro atmosféru a oceány NOAA. MiRaTA je unikátní v tom, že kvádr o velikosti krabice od bot by měl mít stejné schopnosti jako klasický velký meteorologický satelit. Dušíprojektu MiRaTA je Kerri Cahoy z Massachusetts Institute of Technology v Cambridge. Miniaturní senzory na palubě malé družice budou sbírat údaje o teplotě, množství vypařované vody, nebo rozložení ledových částic v mracích, což se bude hodit jak při předpovědích počasí, tak i při sledování bouří a odhadech jejich dalšího vývoje.

Všechny zatím představené projekty, tedy RAVAN, HARP, IceCube a MiRaTA jsou financovány z programu ESTO (Earth Science Technology Office), který rozjela NASA. ESTO podporuje technologické inovace jak v samotných vývojových střediscích NASA, tak i v soukromých firmách, nebo na akademické půdě. Cílí především na ty, kteří se snaží vyvinout a zdokonalit nové metody pro pozorování Země z vesmíru – ať už jde o informační systémy, nebo jednotlivé komponenty a vědecké přístroje.

„Snadná dostupnost a rychlá výroba cubesatů umožňuje přijmout větší riziko. A čím větší riziko přijmeme, tím výkonnější a lepší přístroje budeme v budoucnu mít,“ vysvětluje  Pamela Millar z ESTO a dodává: „Tyhle malé satelity mění celý způsob, jak přemýšlíme o výrobě vědeckých přístrojů a o měřeních obecně.“ Čtyři výše popsané projekty z líhně ESTO ale nejsou jedinými zástupci malých družic z dílny NASA, které čekají na své vypuštění. Americká agentura už dříve rozjela vývoj dalších dvou zajímavých projektů.

Prvním z nich je CYGNSS, o kterém jsme již na našem webu psali. Půjde o první hejno malých družic, které pod hlavičkou NASA prozkoumají naši Zemi. Osmička identických satelitů poletí na oběžné dráze ve formaci a bude měřit rychlost vzdušných proudů nad oceány. Díky tomu poskytne mnoho informací o vývoji tropických bouří, hurikánech a tajfunech, tedy jevech, které důvěrně znají obyvatelé tropických oblastí. Za program CYGNSS zodpovídá Chris Ruf z University of Michigan z města Ann Arbor, stát Michigan a jistě nejen on se už teď těší na 12. prosince, kdy by mělo dojít ke startu z floridského kosmodromu. Jako nosič se použije raketa Pegasus-XL, která startuje z podvěsu pod letadlem.

Už před několika měsíci NASA oznámila, že začíná pracovat na další misi, která vsadí na malé družice. I projekt TROPICS (Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats) bude zkoumat podmínky v hurikánech. Celkem jej bude tvořit 12 cubesatů, které budou vybaveny radiometrem velmi podobným tomu, který ponese (a otestuje) výše zmíněný program MiRaTa. Cílem bude měřit teplotu a vodní výpar během všech „životních etap“ jednotlivých tropických bouří. Tuto misi vede William Blackwell z Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory v Lexingtonu (stát Kentucky).

Oba v závěru zmíněné projekty, jak CYGNSS, tak i TROPICS budou čerpat výhody a znalosti z výše jmenovaných projektů, které zastřešuje ESTO. Jak už zaznělo v úvodu článku – malé družice nemají za úkol nahradit ty velké, ale spíše je vhodně doplnit. Jejich výhodou jsou především rychlá stavba, nízké náklady, což je může v některých případech předurčovat k sériové výrobě. Cubesaty na svých oběžných drahách vydrží většinou jen pár měsíců. Za tu dobu však stačí nasbírat mnoho cenných informací a jako bonus ještě vyzkouší nové typy vědeckých přístrojů.

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/
https://esto.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/iss038e046586_0.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ravan_image.jpg
http://space.skyrocket.de/img_sat/harp__2.jpg
https://www.ll.mit.edu/mission/images-fromAR15/SPACE-ACCOMP.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/cygnss_image.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/16-025-evi3-a.jpg