Das Astronautenprogramm der NASA ist keine Voraussetzung für die Erforschung des Weltraums. Ein Studententeam der Arizona State University hat winzige Satelliten entwickelt, die für nur 1.000 US-Dollar in den Weltraum geschossen werden können. Das ist hundertmal billiger als herkömmliche Satelliten. Die 3 Zentimeter breiten Geräte, SunCube FemtoSats genannt, könnten die Barriere für die Weltraumforschung viel weiter senken.
"Wir haben ständig versucht, die Weltraumelektronik zu miniaturisieren", sagt Jekan Thanga, Assistenzprofessor an der School of Earth and Space Exploration des US-Bundesstaates Arizona und Leiter des Labors für Weltraum- und terrestrische Roboterforschung (SpaceTREx). "Vor ungefähr einem halben Jahr haben wir festgestellt, dass wir unglaubliche Preise erzielen können ... das war für uns sehr überzeugend."
Die solarbetriebenen FemtoSats, die von jeder Einrichtung mit Startmöglichkeiten aus als Fracht ins All geschickt werden können, sind mit Stromversorgungssystemen, winzigen Computern, Radios und Kameras ausgestattet. Wie Thanga erklärt, könnten sie alleine oder in Schwärmen arbeiten. Alleine könnten sie einzelne Experimente in den Weltraum tragen. In einem Schwarm könnten sie beispielsweise ein beschädigtes Raumfahrzeug in Echtzeit untersuchen, sodass die Ingenieure die notwendigen Reparaturen sehen können. Thanga stellt sich Schwärme von FemtoSats vor, die auf interplanetaren Missionen an Bord größerer Raumschiffe reisen, um in kritischen Momenten als Helfer eingesetzt zu werden, beispielsweise wenn das Raumschiff ein Teleskop ausrichtet.
Kurzfristig hat Thanga vier Hauptziele für die FemtoSats. Zunächst möchte er, dass sie in der MINT-Ausbildung eingesetzt werden und Schülerinnen und Schüler bereits in der Mittelstufe ihre eigenen Experimente entwerfen und durchführen.
"Für Studenten wird es meiner Meinung nach eine ziemlich überzeugende Erfahrung sein, eigene Raumschiffe bauen zu können", sagt er. „Wir hoffen, dass dies zu einzigartigen Fähigkeiten führt. Der kleine Raumfahrtsektor braucht alle Menschen, die er bekommen kann. Dies ist wirklich eine Methode, um die nächste Generation auszubilden. “
Zweitens sieht Thanga die Satelliten als nützlich für miniaturisierte Versionen aktueller Experimente an. Drittens könnten die Würfel verwendet werden, um künstliche Gravitationsexperimente durchzuführen, die für die biochemische und pharmazeutische Erforschung der Lebensweise des Menschen im Weltraum wichtig sind. Viertens könnten die Würfel als persönliche Weltraumkameras verwendet werden, mit denen gewöhnliche Menschen den Weltraum erkunden und die Erde von oben sehen können.
Schließlich könnten die FemtoSats im Handel erhältlich sein. Thanga spekuliert, dass sie möglicherweise auf Websites wie Amazon als Teil eines im Voraus bezahlten Pakets gekauft werden könnten - eine festgelegte Gebühr würde einem Benutzer den Satelliten sowie einen Platz für einen zukünftigen Start verschaffen.
Thanga hofft, im nächsten Jahr einen Prototyp der FemtoSats ins All zu bringen. Wenn die ersten Versuche nicht funktionieren, kann das Team es einfach noch einmal versuchen, was mit teureren Satelliten nicht möglich wäre.
„Es gibt noch viele Unbekannte. Das Risiko eines Ausfalls ist hoch. Die Möglichkeit, Daten zu senden und anschließend erneut zu senden, macht dies zu einer Sandbox, die das Feld beschleunigen kann “, sagt Thanga.
Das Team von Thanga arbeitet auch an Technologien, die dazu beitragen, das Volumen der FemtoSats zu erhöhen. Sie könnten mechanische Geräte verwenden, die sich aus dem Satellitenwürfel entfalten oder teleskopieren. Sie betrachten auch aufblasbare Vorrichtungen, die ein Pulver tragen, das einmal im Weltraum zu Gas wird und das aufblasbare Material in einen größeren Raum ausdehnt. Dies würde es den FemtoSats ermöglichen, größere Experimente durchzuführen oder größere Antennen oder andere Geräte im Weltraum zu nutzen.
Zukünftig stellt sich Thanga FemtoSats als eine Armee von Beobachtungsgeräten vor, die die Erdoberfläche auf einer viel feineren Ebene beobachten als größere, teurere Satelliten. Zum Beispiel könnten FemtoSats, die auf größeren Raumschiffen fliegen, die Planetenaktivität überwachen, wie Vulkanausbrüche auf Jupiters innerstem Mond Io; seltene Tiere aufspüren; oder achten Sie auf kleinere Meteoriteneinschläge. Sie könnten auch nach seltenen, wissenschaftlich interessanten Wetterphänomenen Ausschau halten, beispielsweise nach „gigantischen Jets“ oder nach Blitzen, die aus der Erdatmosphäre in den Weltraum fliegen.
"Sie sind Augen im Weltraum", sagt Thanga.
