Necelých dvanáct kilogramů, pohon na vodu a vědecké cíle rozeseté po různých oběžných drahách kolem Země, Měsíce a bodu L2. Dále výzkum radiačního prostředí, dopady blízkozemních planetek a další. To je krátký popis dalšího z deseti CubeSatů, které se svezou na misi Artemis I jako sekundární náklad. CubeSat Equueleus je druhý japonský CubeSat této mise a opět se jedná o komplikovaný stroj v malém obalu, kterému k dokonalosti chybí jen schopnost uvařit kávu. Ačkoli, vodu na tu kávu už veze a ohřát ji na 100 stupňů Celsia zvládne také…

Rozložení vědeckých přístrojů uvnitř CubeSatu
Zdroj: http://www.unoosa.org/

Equuleus je opět 6U CubeSat s rozměry 10 × 20 × 30 cm a hmotností přibližně 11,5 kg. Má poměrně pestré vědecké úkoly, přičemž primárním vědeckým cílem je studium plazmosféry, obalu Země, složeného z nízkoenergetického plazmatu s poměrně proměnlivým a komplikovaným chováním. Zásadním cílem celé mise však je ověřit zejména technologie na palubě, zda jsou v tak malých rozměrech schopny plnit tak rozsáhlé cíle.

Pojďme se nejdříve podívat na pohon, který je jednou z testovaných technologií. Tento pohon je zajímavý nejen tím, že se vejde do 6U CubeSatu – ostatně jsme u předchozích exemplářů viděli kombinovaný pohon chemický a na tuhé pohonné látky, či zcela běžný na stlačený plyn. Tento pohon je také na stlačený plyn, nicméně hnacím médiem je obyčejná voda.

Tento pohon se nazývá AQUARIUS. Pokud vás právě napadlo, jak je možné, že se používá voda, když i při relativně nízkých teplotách tuhne, tak vězte, že tento CubeSat využívá páru z vody. Na palubě je 1,22 kilogramu vody, která je v ideální teplotě udržována díky odpadnímu teplu z elektroniky a vědeckých přístrojů. Celý pohonný systém zabírá 2,5 CubeSatové jednotky a krom zásoby vody tam najdeme i předehřívač, který dokáže ohřát vodní páru na 100 stupňů Celsia a poslat ji ven skrze jednu z osmi trysek. Vodní trysky AQUARIUS mají tah celkem 4,0 mN, specifický impuls (Isp) 70 s a při aktivaci spotřebují asi 20 wattů energie. Celkové delta-V má být 70 m/s.

Přístroj PHOENIX
Zdroj: http://www.unoosa.org/

Svůj pohon bude CubeSat potřebovat pro řadu změn oběžné dráhy. V plánu je sice využívat pohon co nejúsporněji, ale i tak se dočkáme přeletů z různých oběžných drah Měsíce a pak ještě k bodu L2. Využito bude gravitačního působení Slunce, Země a Měsíce a chytrého načasování užití vlastního pohonu. Spotřeba tak bude skutečně velmi nízká, ale změny výrazné. V dobách vysokých cen benzínu by ostatně podobně efektivní pohon ocenil kdekdo.

I přes pozoruhodné technické řešení pohonu se na CubeSat vešly i tři zajímavé vědecké přístroje. Pojďme si je představit.

PHOENIX (Plasmaspheric Helium ion Observation by Enhanced New Imager in eXtreme ultraviolet) je malá kamerka / detektor, která bude pracovat ve vysoce energetických extrémních ultrafialových vlnových délkách. Skládá se ze vstupního zrcátka o průměru 60 mm a zařízení na detekci množství fotonů. Zaznamenávat bude emisní čáru iontu hélia o vlnové délce 30,4 nm. Helium je zásadní složkou plazmosféry Země. V této oblasti se vyskytují různé jevy způsobené elektromagnetickými poruchami slunečního větru, který se střetává s plazmosférou. Díky tomu, že Equuleus poletí daleko od Země, nabídne globální pohled na celou tuto oblast (od bodu L2). Cílem je zmapovat projevy okolního prostředí, aby sem mohly být později umístěny různé přístroje a družice, které budou mít svoji elektroniku připravenou na zdejší podmínky.

DELPHINUS (DEtection camera for Lunar impact PHenomena IN 6U Spacecraft) je kamerka připojená k teleskopu PHOENIX, která bude pozorovat dopadové záblesky blízkozemních planetek (NEO – Near Earth Objects) na měsíční povrch. Bude také hledat potenciální další malé měsíce Země. Cílem je zhodnotit rizika pro budoucí infrastrukturu umístěnou mezi Zemí a Měsícem z hlediska možných střetů právě s těmito objekty.

Izolace CubeSatu, která zároveň slouží jako detektor dopadů prachových částic
Zdroj: http://www.unoosa.org/

CLOTH (Cis-Lunar Object Detector within Thermal Insulation) bude detektor schopný detekovat a vyhodnocovat dopady meteroidů v cislunárním prostoru na samotný CubeSat. Učiní tak pomocí detektorů prachu umístěných na vnější straně družice. Cílem tohoto přístroje je určit velikost a prostorové rozložení prachových pevných objektů v cislunárním prostoru. CLOTH využívá vícevrstvou izolaci (MLI) vnějšího pláště jako detektor, čímž vytváří prachový čítač vhodný pro použití na takto malých družicích. Půjde o první prachový čítač, který bude umístěný v bodu L2 a používán k vyhodnocení početnosti a velikosti zdejších prachových částic.

Po odletu lodi Orion a oddělení od stupně ICPS, zahájí tato mise jeden až tři měsíce trvající přechodnou fázi, kdy bude prolétat kolem Měsíce. Poté bude zahájena přeletová fáze, kdy se po dobu pěti měsíců bude využívat dynamiky Země, Měsíce a Slunce a schopností vlastního pohonu k přeletu k bodu L2 (Země-Měsíc). Zde pak bude zahájena primární vědecká fáze mise, která by měla trvat nejméně jeden měsíc.

Zdroje informací:
https://space.skyrocket.de/
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/
https://en.wikipedia.org/

Zdroje obrázků:
https://space.skyrocket.de/img_sat/equuleus__2.jpg
http://www.unoosa.org/documents/pdf/psa/activities/2017/SouthAfrica/slides/Presentation21.pdf