나노랙스 큐브Sat 배포자

Nanoracks CubeSat Deployer
나노랙스 큐브Sat 배포자

NRCSD(Nanoracks CubeSat Deployer)는 국제우주정거장(ISS)에서 궤도에 큐브Sat를 배치하기 위한 장치다.

2014년 국제우주정거장(ISS)에는 일본 실험모듈(JEM) 소형위성 궤도 전개기(J-SSOD)와 나노랙스 큐브Sat 전개기(NRCSD) 2대가 탑승했다. J-SSOD는 국제우주정거장(ISS)에서 소형 위성을 배치한 첫 사례다. NRCSD는 ISS에서 상업적으로 운용되는 최초의 소형 위성 전개기로, 배치의 각 에어록 사이클의[clarification needed] 완전한 기능을 극대화한다.

큐브사트는 나노 위성이라 불리는 연구 우주선에 속한다. 입방체 모양의 기본 위성은 양면이 10cm(3.9인치)로, 무게는 1.4kg(3.1파운드), 부피는 약 1L(0.22imp gal, 0.26US gal)로 제작·배치되지만, 길이 10cm의 배수 크기로 제작·배치되는 큐브사트가 있다.

2014년 현재, 큐브사츠를 궤도에 올려놓는 한 가지 방법은 그들을 더 큰 우주정거장으로 운송하는 것이다. 이 작업이 완료되면 별도의 인공위성으로 큐브사트를 궤도에 배치하려면 나노랙스 큐브사트 전개기와 같은 특수 장비가 필요하다. NRCSD는 ISS의 로봇 팔 중 하나에 의해 잡히는 위치에 놓이게 되며, 이 로봇 팔은 큐브Sat 전개기를 ISS에 외부적으로 탑재된 정확한 위치에 배치하여 소형 위성을 적절한 궤도로 방출할 수 있게 한다.

배경

국제우주정거장은 저궤도 서비스를 위한 발사대와 함께 마이크로 중력 실험실로 쓰이도록 설계되었다. 일본 우주국(JAXA)의 키보 ISS 모듈에는 J-SSOD라는 소형 위성 전개 시스템이 포함되어 있다.[1]

나노랙스는 NASA와의 우주법협정을 통해 J-SSOD를 이용해 큐브사트를 배치했다. 큐브사츠에 대한 신흥 시장 수요를 본 나노랙스는 나사와 JAXA의 허가를 받아 자체 ISS 구축업체에 자금을 자체 조달했다. 나노랙은 한 번의 에어록 사이클로 전개될 수 있는 위성 수가 적고 각 에어록 사이클의 용량을 최대화하려는 열망 때문에 J-SSOD로부터 멀리 진화했다. J-SSOD는 6U만 발사하기 위해 전체 에어록 사이클을 이용했다. 나노랙스 큐브Sat Deployer는 각각 8개의 전개자를 보유하는 두 개의 에어록 사이클을 사용한다. 각 전개기는 6U를 고정할 수 있어 에어록 사이클당 총 48U가 가능하다.[2][non-primary source needed]

ISS에서 CubeSats를 구축하면 여러 가지 이점이 있다. ISS 방문 차량의 물류 운반선에 탑승한 차량을 발사하면 발사 중 마주쳐야 하는 진동과 부하를 줄일 수 있다. 또 발사 중 큐브사트가 손상될 확률을 크게 줄일 수 있도록 보호재료로 포장할 수 있다. 또 플래닛랩스 같은 지구 관측 위성의 경우 ISS 궤도의 하한 궤도가 약 400km인 것이 장점이다. 또한, 낮은 궤도는 인공위성의 자연적인 붕괴를 허용하기 때문에 궤도 파편의 축적을 감소시킨다.[citation needed]

역사

젬 소형 위성 궤도 전개기

일본 실험 모듈 소형위성 궤도 전개기(J-SSOD)는 국제우주정거장에서 소형 위성을 배치한 첫 사례다. 이 시설은 ISS에서 소형 큐브사트를 배치하기 위한 일본 실험 모듈(JEM) 원격 조작 시스템(RMS)에 독특한 위성 설치 케이스를 제공한다.[3] J-SSOD는 위성 설치 케이스당 소형 1단위(1U, 10 x 10 x 10 cm)의 큐브Sats를 최대 3개까지 수용할 수 있지만, 55 x 55 x 35 cm까지의 다른 사이즈도 사용할 수 있다. 각 사전 포장된 위성 설치 케이스는 승무원이 JEM 거주 가능 볼륨 내의 다목적 실험 플랫폼(MPEP)에 적재한다.[3] 그런 다음 MPEP 플랫폼은 JEMMS 및 우주 환경으로의 전송을 위해 JEM 에어록 내부의 JEM 슬라이드 테이블에 부착된다. JEMRMS는 MPEP와 J-SSOD를 사전 정의된 배치 방향으로 분쇄하고 기동한 다음 소형 큐브샛 위성을 분사한다.[3]

MPEP는 ISS 내부와 외부의 운영 사이의 인터페이스 역할을 하는 플랫폼으로, J-SSOD 메커니즘이 이 플랫폼에 설치된다. 2012년 7월 21일 JAXA는 쿠노토리 3호(HTV-3) 화물 우주선을 원정 33을 타고 ISS에 발사했다. J-SSOD는 2012년 후반 로봇팔인 JEMRMS(JEM-원격조작계통)에 탑재된 J-SSOD에 의해 전개될 예정이었던 큐브Sat 5대와 함께 이 비행기의 탑재량이었다. 큐브샛 5대는 JAXA 우주비행사 호시데 아키히코(호시데 아키히코)가 새로 설치한 J-SSOD를 이용해 2012년 10월 4일 성공적으로 배치됐다. 이것은 J-SSOD의 첫 번째 배치 서비스를 나타낸다.[4]

나노랙스 큐브Sat Deployer 개발

나노랙스는 2013년 10월 일본 키보 모듈의 에어록을 통해 ISS에서 소형위성(큐브사츠/나노사텔)의 배치를 조정하는 첫 번째 회사가 됐다. 이 배치는 Nanoracks가 J-SSOD를 사용하여 수행했다. 나노랙스의 첫 고객은 베트남 하노이 FPT 베트남 국립대학이었다. 그들의 F-1 CubeSat은 하노이 FPT 베트남 국립대학 FSpace 연구소의 젊은 엔지니어들과 학생들이 개발했다. F-1의 임무는 한 달 동안 우주 환경을 '생존'하면서 지구 저해상도 사진을 찍으면서 온도와 자기 데이터를 측정하는 것이었다.[5]

2013년에 나노랙스는 나사에 하드웨어를 자체 개발할 수 있는 허가와 젬-스몰 위성 전개기를 통해 사용할 수 있는 큐브사트/스몰사트 배포자 허락을 구했다. 나노랙스는 48U의 위성을 배치할 수 있는 더 큰 배치자를 구축함으로써 미국 소규모 위성 산업에 리더십을 가져왔다. 나노랙스는 국제우주정거장에 도착하기 위해 NASA와 JAXA 승인을 위해 전개자를 설계, 제조 및 시험했다.

나노랙스 큐브새트 전개기는 2014년 1월 9일 33개의 소형 위성과 함께 궤도 과학 Sygnus CRS Orb-1 임무로 발사되었다.[6]

NRCSD 제조

Quad-M, Inc.는 Cal Poly 표준을 준수하도록 CubeSat Deployer를 개발했다. 그것은 국제 우주 정거장에서 사용하기 위해 나노랙스의 규격에 맞게 재설계되고 제조되었다. Quad-M은 규격화된 설계를 보장하기 위해 초기 설계 분석을 수행했다. 구조 해석에는 진동 응답을 평가하기 위한 모달 분석이 포함되었고, 열 분석에는 다양한 도어 코팅 옵션을 평가하기 위한 계산과 추정할 초기 과도 열 분석이 포함되었다. 또한 쿼드-M은 도어 릴리스, CSD/CubeSat 전개 테스트, 무작위 진동 테스트, 온도 사이클링에 대한 개발 테스트를 수행했다.[7]

미션 프로필

CubeSat 통합

CubeSat 통합은 운송 컨테이너에서 CSD의 포장을 푼 다음 CSD의 후면에서 베이스 플레이트 어셈블리를 제거하는 것으로 시작한다. 다음으로, 큐브사트는 뒤쪽에서 삽입되어 문쪽으로 스르르 미끄러져 올라간다. 그런 다음 동일한 진행 과정에서 후면으로부터 추가 CubeSats를 삽입한다. 그런 다음 베이스 플레이트 어셈블리를 다시 설치한다. 그런 다음 4개의 잭 나사를 푸셔 플레이트로 조정하고 잠근다. 그런 다음 격납 볼트를 제거하고 전개기는 선적할 수 있도록 포장된다.

궤도 과학 CRS 궤도-1

나노랙스 큐브Sats 세트는 일본 로봇 암의 끝에 부착된 나노랙스 큐브Sat Deployer에 의해 배치된다(2014년 2월 25일).
발사체: 궤도 과학 시그너스 (Orb-1)
출시일: 2014년 1월 9일
총 CubeSat 수: 33개
목적: 이 28개의 3U 큐브샛은 큐브샛만을 기반으로 지구 관측 별자리를 짓기 위해 일하고 있다. 큐브샛에는 각 도브의 다양한 시스템에 전력을 공급하는 배터리가 들어 있다. 각각의 위성은 고해상도 지구의 영상을 획득하기 위한 광학 망원경을 가지고 있다. 각 위성은 120 Mbit/s의 데이터 전송 속도로 획득한 이미지와 시스템 원격 측정의 다운링크를 위해 X-밴드 시스템을 사용한다.[9]
목적: 이번 2U 큐브사트는 학생들과 우주 마니아들이 우주 기반 아두이노 실험을 진행할 수 있는 플랫폼을 제공할 예정이다. 2013년 11월 발사된 아두사트-1의 후속 조치다.[10]
목적: 위성 탑재량을 제어하는 비행 컴퓨터에 저비용 오픈소스 하드웨어와 소프트웨어를 사용한다. 큐브사트는 VGA 카메라, GPS 수신기, 선형 트랜스폰더, AX-25 패킷 무선 트랜스폰더를 탑재하고 있다.[11]
목적: 리투아니아의 첫 번째 위성 중 하나(LittSat-1과 함께). 이 큐브사트는 저해상도 VGA 카메라, GPS 수신기, 9k6 AX25 FSK 원격측정 비콘, UHF CW 비콘, 150mW V/U FM 모드 음성 중계기를 탑재했다. 위성은 탑재와 센서 데이터 영상과 리투아니아어 단어 3개를 전송할 것이다.[12]
목적: 이 군중은 배치 가능한 태양 전지판, 4대의 카메라, 그리고 미리 정해진 시간에 전송되는 지구로부터의 메시지를 수신하는 데 사용되는 통신 안테나를 특징으로 하는 1.3 킬로그램의 1U 위성을 후원했다.[13]
  • 페루의 대학교: UAPSat-1(1)
목적: 이 1U CubeSat는 전력을 생산하기 위해 차체에 탑재된 태양 전지판을 사용한다. 미니컴퍼터, 무선 송신기/수신기, 전력 제어 모듈, 기본 자세 제어 시스템 등을 갖추고 있다. 위성은 우주선 내부와 외부에서 원격 측정 데이터와 온도 센서 판독값을 전송할 것이다.[14]

궤도 과학 CRS 궤도-2

발사체: 궤도 과학 시그너스 (Orb-2)
출시일: 2014년 7월 13일
총 CubeSat 수: 32개
목적: 이 28개의 3U 큐브샛은 큐브샛만을 기반으로 지구 관측 별자리를 짓기 위해 일하고 있다. 큐브샛에는 각 도브의 다양한 시스템에 전력을 공급하는 배터리가 들어 있다. 각각의 위성은 고해상도 지구 영상을 획득하기 위한 광학 망원경을 가지고 있다. 각 위성은 120 Mbit/s의 데이터 전송 속도로 획득한 이미지와 시스템 원격 측정의 다운링크를 위해 X-밴드 시스템을 사용한다.[15]
목적: 이 위성은 상업용 기성 부품들을 사용하여 명령, 발전, 공급, 그리고 위성의 다른 두 단위와의 통신과 같은 기본적인 위성 기능을 제공한다. 큐브샛은 인공위성이 발사되면, 엑소-브레이크는 인공위성을 위한 패시브 디-오르비트 시스템을 시연하기 위해 발사되는 궤도로 날아갈 것이다.[16]
목적: 이 위성은 9채널 패시브 마이크로파 방사선계를 탑재해 미래 기상위성을 위한 고성능 멀티밴드 경보장치 등 초소형 우주선 시스템에 적용할 수 있는 소형 방사선계 기술을 우주에서 시연한다.[17]
  • 기어사트(1)
목적: 이 위성은 Globalstar 통신 위성 별자리와 관련된 연구를 수행할 Globalstar 통신 단말기를 갖추고 있다.[18]
  • 람다 팀: 람다삿(1)
목적: 우주선은 우주 방사선 환경에서 위성 버스의 기술적 시범을 보이고 시스템 성능 저하를 추적할 것이다. 인공위성은 전 세계 선박을 추적하는 자동식별시스템(AIS)과 우주에서 그래핀을 관찰하는 과학실험도 함께 싣고 있다.[19]

참조

  1. ^ "CubeSats in Orbit After Historic Space Station Deployment". NASA. 10 December 2012. Retrieved 8 December 2014. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  2. ^ "Small Satellite Deployment from ISS - CubeSat. Smallsat Launches". Nanoracks. Retrieved 7 December 2014.
  3. ^ a b c "J-SSOD:Experiment - International Space Station - JAXA". JAXA. Retrieved 7 December 2014.
  4. ^ "NASA - CubeSats in Orbit After Historic Space Station Deployment". nasa.gov. NASA. Retrieved 7 December 2014. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  5. ^ "F-1 and companion CubeSats to be deployed to space from Kibō module on 27 September 2013: Kibō Utilization Office for Asia (KUOA) - International Space Station - JAXA". iss.jaxa.jp. JAXA. Retrieved 7 December 2014.
  6. ^ "Spaceflight, Nanoracks Team Up on CubeSat Launches at Parabolic Arc". Parabolic Arc. Retrieved 7 December 2014.
  7. ^ "QUADM CNC Machine Shop, manufacturing and engineering services". Quad-M, Inc. Retrieved 7 December 2014.
  8. ^ "ISS Commercial Resupply Services Mission (Orb-1)". Orbital Sciences. Retrieved 7 December 2014.
  9. ^ "Flock 1". Planet Labs. Retrieved 7 December 2014.
  10. ^ "NanoSatisfi ArduSat". nanosat.jp. Retrieved 7 December 2014.
  11. ^ "LitSat-1". litsat1.eu. Retrieved 7 December 2014.
  12. ^ "LituanicaSAT-1 - Pirmasis palydovas Lietuvos istorijoje". kosmonautai.lt. Archived from the original on 7 June 2013. Retrieved 7 December 2014.
  13. ^ "Southern Stars • SkyCube • Summary". Southern Stars. Retrieved 7 December 2014.
  14. ^ "In orbit with upsat-info". uapsat.info. Retrieved 7 December 2014.
  15. ^ "Flock 1". Planet Labs. Retrieved 7 December 2014.
  16. ^ "NASA - The Development of On-Demand Sample Return Capability (SPQR)". NASA. Retrieved 7 December 2014. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  17. ^ "MicroMAS: Small is Beautiful (MIT - Massachusetts Institute of Technology)". World News. Retrieved 7 December 2014.
  18. ^ 2014년 7월 14일 웨이백 기계에 보관된 우주비행 101 Orb-2 화물 매니페스트
  19. ^ "Lambdasat (Λ-sat)". Space.skyrocket.de. Retrieved 7 December 2014.