CubeSat

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nCube-2, ein norwegischer CubeSat
GeneSat-1 als Beispiel für einen Dreifach-Plus-CubeSat 3U+
Test der Freisetzung vonOSSI 1, 2012

CubeSat (cube engl. Würfel, da die Grundeinheit annähernd würfelförmig ist, s. u.) ist eine ab 1999 von derStanford University und derCalifornia Polytechnic State University entwickelte und 2003 erstmals in der Raumfahrt eingesetzte Spezifikation für kostengünstigeKleinsatelliten, die sich als Industriestandard etabliert hat.

Inhaltsverzeichnis

Spezifikation

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Die Satelliten müssen unter anderem ein bestimmtes Gehäuseformat haben. Der kleinstmögliche CubeSat (1U vonenglischone unit füreine Einheit) hat die Abmessungen 10 cm × 10 cm × 11,35 cm (nutzbares Volumen: 10 cm × 10 cm × 10 cm) und eine Masse von maximal 2 kg. Diese Satelliten werden in einer speziellen Startvorrichtung, dem sogenannten Dispenser, welcher je nach Design zwischen drei und zwölf Units aufnehmen kann, transportiert. Der Transport ins All erfolgt entweder alsSekundärnutzlast bei regulären Satellitenstarts oder im Rahmen eines sogenanntenRideshare, bei dem sich mehrereKleinsatelliten einen Start teilen. Außerdem wurde von der japanischenTitech-Universität eine Startvorrichtung für einzelne CubeSats entwickelt.

Die Preisliste desRideshare-AnbietersSpaceflight Industries führte schon im Jahr 2013 Preise für den Start von CubeSats der Größen 1U, 3U, 6U, 12U und 24U auf.[1]

Mögliche CubeSat-Formate
FormatAbmessungen
(in cm)
Masse
(in kg; maximal)
Bemerkung
1U10,00 × 10,00 × 11,3502
1.5U10,00 × 10,00 × 17,0203
2U10,00 × 10,00 × 22,704
3U10,00 × 10,00 × 34,0506[2]
6U10,00 × 22,63 × 34,0512[2]
12U22,63 × 22,63 × 34,0524[2]; Erster Start im Juni 2016[3]
16U22,63 × 22,63 × 45,436Erster Start im Juli 2019[4][5][6]
24U22,63 × 22,63 × 68,040

Weitere Formate wie 0.25U (Spacebee[7]), 0.375U (Beesat[8]) und 0.5U (AeroCube 6[9]) sind möglich, allerdings kein Teil des Standards.

Anwendungen

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Bereits im Jahr 2010 wurden CubeSats für die verschiedensten Zwecke eingesetzt, von derUmweltbeobachtung bis zubiologischen Experimenten und Tests von neuer Raumfahrttechnik. Schätzungen zufolge befanden sich damals zwischen 35 und 40 CubeSats im Orbit, wovon etwa ein Viertel noch funktionierte.[10]

Durch die Miniaturisierung derElektronik undSensorik wurde es während der Etablierung der CubeSat-Spezifikation möglich, solche Kleinsatelliten auch für anspruchsvolle technische und wissenschaftliche Aufgaben einzusetzen.[10]

Kommerzielle Anwendungen umfassen zum BeispielSatellitenkonstellationen zurBeobachtung und Fernerkundung oderDatenübertragung und sind ein Treiber der technischen Entwicklung. Im Jahr 2014 waren 76 Prozent der gestarteten CubeSats kommerzieller Natur.[11]

Im Jahr 2018 fand die erste Anwendung außerhalb des Erdorbits statt, als zwei 6-fach-CubeSats des TypsMarCO parallel zum interplanetaren Flug der LandesondeInSight zumMars flogen, um während der Landung von InSight die Kommunikation zu unterstützen.[12] Mit der MissionArtemis 1 wurden im November 2022 acht CubeSat-Raumsonden zum Mond gebracht, von denen eine auch auf dem Mond landen sollte.

Es existieren diverse CubeSats alsOpen-Source-Hardware.[13]

Deorbiting

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Zur Limitierung vonWeltraummüll müssen CubeSats die Anforderungen nach NPR 8715.6 erfüllen.[14] Für kleinere CubeSats stellt dies aufgrund ihrer geringen Masse im Regelfall keine Herausforderung dar.[15] Für CubeSats mit größerer Masse führt die NASA seit 2011 Experimente zur Beschleunigung des Absturzes von CubeSats nach Missionsende (demDeorbiting) durch. Einige Hersteller bieten passive Vorrichtungen zum Deorbiting an. In Frage kommen zum Beispiel Systeme ähnlich einemBremsschirm, aber auch ein System mit einem 30 Meter langen Stromleiter, welcher eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Eine Beispielmission hierfür ist der kanadische SatellitCanX-7, welcher von 2017 bis 2022 seine Zeit bis zum Wiedereintritt von 175 Jahren auf 5 Jahre verringern konnte, während er sich zu Beginn in einem Orbit mit 800 km Höhe befand.[14]

Siehe auch

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Weblinks

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Commons: Cubesat-Satelliten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. Pricing Spaceflight (Memento vom 14. Januar 2013 imInternet Archive)
  2. abcPricing Spaceflight (Memento desOriginals vom 27. September 2022 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/spaceflight.com
  3. Aoxiang Zhixing. Gunter’s Space Page, abgerufen am 27. Oktober 2019.
  4. Exolaunch has integrated 28 smallsats for July Soyuz launch. Space Daily, 3. Juli 2019.
  5. Momentus X1 (El Camino Real). Gunter’s Space Page, abgerufen am 27. Oktober 2019.
  6. Cubesat 16 Structure (Memento desOriginals vom 28. Oktober 2022 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.isispace.nl. Abgerufen am 28. Oktober 2022.
  7. http://space.skyrocket.de/doc_sdat/spacebee.htm Gunter's Space Page: SpaceBEE
  8. TUBSAT-Missionen. TU Berlin, abgerufen am 8. Februar 2021.
  9. http://space.skyrocket.de/doc_sat/cubesat.htm Gunter's Space Page: CubeSat
  10. abTiny Satellites for Big Science im Astrobiology Magazine astrobio.net am 12. Juli 2010
  11. National Academies: Achieving Science with CubeSats – Thinking Inside the Box. S. in der Zusammenfassung und auf Seite 55; abgerufen im 1. Januar 1. 
  12. Beyond Mars, the Mini MarCO Spacecraft Fall Silent auf der NASA Internetseite am 5. Februar 2019
  13. M Shalashov, A Kiseleva:Review of open-source cubesat projects. In:Journal of Physics: Conference Series.Band 1925,Nr. 1, 1. Mai 2021,ISSN 1742-6588,S. 012039,doi:10.1088/1742-6596/1925/1/012039 (iop.org [abgerufen am 21. September 2022]). 
  14. abOrbital Debris Mitigation. In: NODIS Library. Abgerufen am 16. März 2025. 
  15. Chris L. Ostrom, John N. Opiela: ORBITAL DEBRIS MITIGATION AND CUBESATS. In: ESA. Archiviert vom Original am 15. März 2025; abgerufen am 15. März 2025 (englisch). 
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