Cubesat-spesifikaatio saavuttaa useita korkean tason tavoitteita. Tärkein syy satelliittien pienentämiseen on käyttöönottokustannusten alentaminen: ne soveltuvat usein laukaisuun kerrannaisina käyttäen isompien kantorakettien ylikapasiteettia. CubeSat-muotoilu minimoi erityisesti riskin muulle kantoraketille ja hyötykuormille. Kantoraketti–hyötykuorma-rajapinnan kapselointi vie sen työmäärän, joka aiemmin olisi vaadittu reppuselkäsatelliitin parittamiseen kantoraketillaan. Hyötykuormien ja kantorakettien yhdistäminen mahdollistaa hyötykuormien nopean vaihdon ja laukaisumahdollisuuksien hyödyntämisen lyhyellä varoitusajalla.
Standardikuubesatit koostuvat 10×10×11,35 cm: n yksiköistä, jotka on suunniteltu tuottamaan 10×10×10 cm tai 1 litra hyötytilavuutta ja jotka painavat enintään 1,33 kg (2,9 lb) yksikköä kohti. Pienin vakiokoko on 1U, kun taas 3U+ koostuu kolmesta yksiköstä, jotka on pinottu pituussuunnassa ja joiden halkaisija on 6,4 cm ja jotka ulottuvat 3,6 cm pidemmälle kuin yksi Tahko. Aerospace Corporation on rakentanut ja lanseerannut kaksi pienempää 0,5 U: n muotoa säteilyn mittaamiseen ja teknologiseen demonstrointiin.
koska lähes kaikki Cubesatit ovat kooltaan 10×10 cm (pituudesta riippumatta), ne voidaan kaikki laukaista ja ottaa käyttöön Cal Polyn kehittämällä ja rakentamalla Poly-PicoSatellite Orbital Deployeriksi (P-POD) kutsutulla yhteisellä käyttöönottojärjestelmällä.
cubesatin Suunnittelumääritelmä ei määrittele tai vaadi elektroniikan muototekijöitä tai tietoliikenneprotokollia, mutta COTS-laitteistossa on johdonmukaisesti hyödynnetty tiettyjä ominaisuuksia, joita monet pitävät standardeina CubeSat-elektroniikassa. Useimmat pinnasängyt ja mittatilaustyönä suunniteltu Elektroniikka sopivat PC/104: n muotoon, jota ei ollut suunniteltu Cubesateille, mutta siinä on 90 × 96 mm: n profiili, joka mahdollistaa suurimman osan avaruusaluksen tilavuudesta. Teknisesti PCI-104-muoto on PC/104: n muunnelma, eikä käytetty varsinainen pinout heijasta PCI-104-standardissa määriteltyä pinoutia. Stackthrough liittimet levyt mahdollistavat yksinkertainen kokoonpano ja sähköliitännät ja useimmat valmistajat CubeSat elektroniikkalaitteiden pitää sama signaali järjestely, mutta jotkut tuotteet eivät, joten on huolehdittava johdonmukaisen signaalin ja teho järjestelyt vahinkojen estämiseksi.
elektroniikan valinnassa on huolehdittava siitä, että laitteet sietävät säteilyä. Hyvin matalilla maan kiertoradoilla (LEO), joihin ilmakehään paluu tapahtuisi vain muutamassa päivässä tai viikossa, säteily voidaan suurelta osin jättää huomiotta ja käyttää tavanomaista kulutuselektroniikkaa. Kulutuselektroniset laitteet voivat selviytyä LEO-säteilystä sen ajan, koska yksittäisen tapahtuman järkytyksen (SEU) mahdollisuus on hyvin pieni. Avaruusalus jatkuvasti alhainen Maan kiertoradalla kestävät kuukausia tai vuosia ovat vaarassa ja vain lentää laitteisto on suunniteltu ja testattu säteilytetty ympäristöissä. Matalan Maan kiertoradan ulkopuolella tai matalalla maan kiertoradalla useita vuosia pysyttelevissä lennoissa on käytettävä säteilyä kestäviä laitteita. Lisäksi harkitaan toimintaa suurtyhjiössä sublimaation, outgassingin ja metallisten viiksien vaikutusten vuoksi, mikä voi johtaa tehtävän epäonnistumiseen.
tällaisia pienoissatelliitteja luokitellaan massan perusteella eri luokituksilla. 1U Cubesatit kuuluvat picosatelliittien genreen.
- Minisatelliitti (100–500 kg)
- mikrosatelliitti (10–100 kg)
- nanosatelliitti (1-10 kg)
- Pikosatelliitti (0, 1-1 kg)
- Femtosatelliitti (0, 01-0.1 kg)
viime vuosina on kehitetty suurempia CubeSat-alustoja, tavallisimmin 6U (10×20×30 cm tai 12×24×36 cm) ja 12U (20x20x30 cm tai 24x24x36 cm), jotka laajentavat Cubesatien ominaisuuksia akateemisten ja teknologisten validointisovellusten ulkopuolelle ja monimutkaisemmiksi tieteen ja maanpuolustuksen tavoitteiksi.
vuonna 2014 merivalvontaan laukaistiin kaksi 6U Perseus-M Cubesatia, jotka olivat siihen mennessä suurimmat. InSight-laskeutujan laukaisu Marsiin vuonna 2018 sisälsi kaksi 6U-kuutiota nimeltään Mars Cube One (MarCO).
useimmat Cubesatit kantavat ensisijaisena tehtäväkuormanaan yhtä tai kahta tieteellistä laitetta.
StructureEdit
yhdistettyjen yksiköiden määrä luokittelee Cubesatien koon ja CubeSat-Suunnittelumääritelmän mukaan ne ovat skaalattavissa vain yhtä akselia pitkin sopimaan 0,5 U: n, 1U: n, 1,5 U: n, 2U: n tai 3U: n muotoihin. kaikki cubesatin standardikoot on rakennettu ja laukaistu, ja ne edustavat lähes kaikkien vuonna 2015 laukaistujen cubesatien muototekijöitä. Rakenteessa käytetyissä materiaaleissa on oltava sama lämpölaajenemiskerroin kuin asentajassa häirinnän estämiseksi. Erityisesti sallitut materiaalit ovat neljä alumiiniseosta: 7075, 6061, 5005 ja 5052. Alumiinia käytetään rakenne, joka koskettaa P-POD on anodisoitu estää kylmähitsaus, ja muita materiaaleja voidaan käyttää rakenteeseen, jos luopuminen on saatu. Kylmähitsauksen lisäksi materiaalivalintaa pohditaan tarkemmin, sillä kaikkia materiaaleja ei voida käyttää imureissa. Rakenteissa on usein molemmissa päissä pehmeät, tyypillisesti kumista valmistetut vaimentimet, jotka vähentävät P-podin muihin Cubesateihin vaikuttamisen vaikutuksia.
standardimääritelmä sallii Enimmäismitan ylittävät ulokkeet enintään 6,5 mm: n päähän kummastakin kyljestä. Kaikki ulokkeet eivät saa häiritä käyttöönottoa kiskot ja ovat tyypillisesti käytössä antennit ja aurinkopaneelit. Cubesatin Suunnittelumäärittelyn versiossa 13 määriteltiin ylimääräinen käytettävissä oleva äänenvoimakkuus käytettäväksi 3U-projekteissa. Lisätilavuuden mahdollistaa P-POD MK III: n jousimekanismissa tyypillisesti hukkaan heitetty tila. Tilaa hyödyntävät 3U Cubesatit nimetään 3U+: ksi, ja ne saattavat sijoittaa komponentteja lieriömäiseen tilavuuteen, jonka keskiössä on Cubesatin toinen pää. Lieriömäisen tilan Suurin halkaisija on 6,4 cm ja korkeus enintään 3,6 cm, mutta se ei salli massan kasvua 3U: n maksimin 4 kg jälkeen. Propulsiojärjestelmät ja antennit ovat yleisimpiä komponentteja, jotka saattavat vaatia lisätilavuutta, vaikka hyötykuorma joskus ulottuu tähän tilavuuteen. Poikkeamista mitta-ja massavaatimuksista voidaan luopua hakemuksen ja laukaisupalveluntarjoajan kanssa käytyjen neuvottelujen jälkeen.
Cubesatin rakenteissa ei ole kaikkia samoja lujuushuolia kuin suuremmissa satelliiteissa, sillä niiden lisäetuna on se, että sijoittaja tukee niitä rakenteellisesti laukaisun aikana. Silti jotkut Cubesatit käyvät läpi tärinäanalyysin tai rakenteellisen analyysin, jotta P-POD: n tukemattomat komponentit pysyvät rakenteellisesti hyvinä koko laukaisun ajan. Vaikka cubesatit käyvät harvoin läpi isompien satelliittien analyysiä, ne harvoin epäonnistuvat mekaanisten ongelmien vuoksi.
ComputingEdit
isompien satelliittien tavoin Cubesateissa on usein useita tietokoneita, jotka käsittelevät rinnakkain erilaisia tehtäviä, kuten asennonohjausta (orientaatio), virranhallintaa, hyötykuorman käyttöä ja ensisijaisia ohjaustehtäviä. Pinnasänkyjen asennonsäätöjärjestelmiin kuuluu tyypillisesti Oma tietokone, samoin tehonhallintajärjestelmiin. Hyötykuormien on kyettävä liittymään ensisijaiseen tietokoneeseen ollakseen hyödyllisiä, mikä joskus vaatii toisen pienen tietokoneen käyttöä. Tämä voi johtua ensisijaisten tietokoneiden rajoituksista hallita hyötykuormaa rajoitetuilla viestintäprotokollilla, estää ensisijaisen tietokoneen ylikuormitus raakadatan käsittelyllä tai varmistaa hyötykuorman toiminnan jatkuvan keskeytyksettä avaruusaluksen muiden tietotarpeiden, kuten viestinnän, vuoksi. Ensisijaista tietokonetta voidaan kuitenkin käyttää hyötykuormaan liittyvissä tehtävissä, joihin voi kuulua kuvankäsittely, tietojen analysointi ja tietojen pakkaus. Tehtäviä, joita ensisijainen tietokone tyypillisesti hoitaa, ovat tehtävien delegointi muille tietokoneille, asennonsäätö (orientaatio), kiertoradan sotaharjoitusten laskelmat, aikataulutus ja aktiivisten lämmönsäätökomponenttien aktivointi. CubeSat-tietokoneet ovat erittäin alttiita säteilylle ja rakentajat ryhtyvät erityistoimiin varmistaakseen asianmukaisen toiminnan avaruuden suuressa säteilyssä, kuten ECC RAM-muistin käytön. Jotkut satelliitit voivat sisältää redundanssia toteuttamalla useita ensisijaisia tietokoneita, tämä voitaisiin tehdä arvokkaita tehtäviä vähentää riskiä tehtävän epäonnistumisen. Kuluttajien älypuhelimia on käytetty laskemiseen joissakin Cubesateissa, kuten Nasan Phonesateissa.
Asennekontrollit
Cubesatien asennonsäätö (orientaatio) perustuu pienennysteknologiaan ilman merkittävää suorituskyvyn heikkenemistä. Tumbling tapahtuu tyypillisesti heti kun CubeSat otetaan käyttöön, johtuen epäsymmetrisistä käyttöönottovoimista ja törmäyksestä muiden Cubesatien kanssa. Jotkut Cubesatit toimivat normaalisti pyllähdellessään, mutta ne, jotka vaativat tiettyyn suuntaan osoittamista tai eivät voi toimia turvallisesti pyöriessään, täytyy irrottaa. Asennon määritystä ja säätöä suorittavia järjestelmiä ovat muun muassa reaktiopyörät, magnetorquerit, työntömoottorit, tähtijäljittimet, Aurinkoanturit, Maaanturit, kulmanopeusanturit sekä GPS-vastaanottimet ja antennit. Näiden järjestelmien yhdistelmät nähdään tyypillisesti, jotta voidaan ottaa kunkin menetelmän edut ja lieventää niiden puutteita. Reaktiopyöriä käytetään yleisesti niiden kykyyn antaa suhteellisen suuria momentteja mille tahansa energiasyötölle, mutta reaktiopyörän hyödyllisyys on rajallinen johtuen kylläisyydestä, pisteestä, jossa pyörä ei voi pyöriä nopeammin. Esimerkkejä CubeSat-reaktiopyöristä ovat Maryland Aerospace MAI-101 ja Sinclair-Planeettainvälinen RW-0.03-4. Reaktiopyöriä voidaan desaturoida käyttämällä työntömoottoreita tai magnetorquereita. Työntömoottorit voivat tarjota suuria hetkiä antamalla pari avaruusaluksessa, mutta tehottomuus pienissä työntövoimajärjestelmissä saa työntömoottorit loppumaan nopeasti polttoaine. Yleisesti lähes kaikilla Cubesateilla on magnetorquereita, jotka käyttävät sähköä solenoidin kautta hyödyntääkseen maan magneettikenttää kääntymismomentin tuottamiseksi. Asennonsäätömoduuleissa ja aurinkopaneeleissa on tyypillisesti sisäänrakennetut magnetorquerit. Cubesateille, joiden tarvitsee vain detumoida, ei tarvita kulmanopeusanturia tai elektronista gyroskooppia suurempaa asennon määritysmenetelmää.
tiettyyn suuntaan osoittaminen on välttämätöntä kaukokartoituksessa, kiertoradan ohjailussa, aurinkovoiman maksimoinnissa ja joissakin tieteellisissä instrumenteissa. Suuntaava osoittamistarkkuus voidaan saavuttaa aistimalla maa ja sen horisontti, aurinko tai tietyt tähdet. Sinclair Interplanetaryn SS-411 aurinkoanturilla ja ST-16 star Trackerilla on molemmat sovellukset Cubesateille ja niillä on lentoperintö. Pumpkin ’ s Colony I Bus käyttää aerodynaamista siipeä passiiviseen asennon vakauttamiseen. Cubesatin sijainnin määritys voidaan tehdä käyttämällä aluksella olevaa GPS: ää, joka on cubesatille suhteellisen kallista, tai välittämällä alukselle tutkaseurantatietoja maan päällä olevista paikannusjärjestelmistä.
PropulsionEdit
CubeSat-propulsio on edistynyt nopeasti seuraavissa tekniikoissa: kylmä kaasu, kemiallinen työntövoima, sähköinen työntövoima ja aurinkopurjeet. Suurin haaste CubeSat-propulsiossa on kantorakettiin ja sen ensisijaiseen hyötykuormaan kohdistuvien riskien ehkäiseminen ja samalla merkittävä toimintakyky. Isommissa satelliiteissa yleisesti käytetyt komponentit ja menetelmät ovat kiellettyjä tai rajoitettuja, ja CubeSat-Suunnittelumääritelmä (CDS) vaatii poikkeusluvan paineistuksesta yli 1.2 standardi ilmakehää, yli 100 Wh varastoitua kemiallista energiaa ja vaarallisia materiaaleja. Nämä rajoitukset aiheuttavat suuria haasteita CubeSat-työntövoimajärjestelmille, sillä tyypillisissä avaruuden työntövoimajärjestelmissä hyödynnetään korkean paineen, korkean energiatiheyden ja vaarallisten materiaalien yhdistelmiä. Laukaisupalvelujen tarjoajien asettamien rajoitusten lisäksi erilaiset tekniset haasteet vähentävät CubeSat-propulsion käyttökelpoisuutta entisestään. Gimbaled-työntövoimaa ei voida käyttää pienissä moottoreissa gimbaling-mekanismien monimutkaisuuden vuoksi, työntövektorointi on sen sijaan saavutettava työntämällä epäsymmetrisesti monisuuttimisissa työntövoimajärjestelmissä tai muuttamalla massakeskipistettä suhteessa cubesatin geometriaan käytetyillä komponenteilla. Pienissä moottoreissa ei myöskään välttämättä ole tilaa kuristusmenetelmille, jotka mahdollistavat pienemmän kuin täyden työntövoiman, mikä on tärkeää tarkkuusharjoituksissa, kuten kohtaamisessa. Pidemmän käyttöiän vaativat cubesatit hyötyvät myös propulsiojärjestelmistä, kun niitä käytetään kiertoradan pitämiseen propulsiojärjestelmänä, ne voivat hidastaa kiertoradan hajoamista.
Kylmäkaasupotkuri
kylmäkaasupotkuri varastoi tyypillisesti inertin kaasun, kuten typen, painesäiliöön ja vapauttaa kaasun suuttimen kautta työntövoiman tuottamiseksi. Toimintaa hoitaa useimmissa järjestelmissä vain yksi venttiili, mikä tekee kylmästä kaasusta yksinkertaisimman käyttövoimatekniikan. Kylmän kaasun käyttövoimajärjestelmät voivat olla erittäin turvallisia, koska käytettyjen kaasujen ei tarvitse olla haihtuvia tai syövyttäviä, vaikka jotkin järjestelmät valitsevat vaarallisten kaasujen, kuten rikkidioksidin, käytön. Tämä kyky käyttää inerttejä kaasuja on erittäin edullinen Cubesateille, koska ne on yleensä rajoitettu vaarallisista materiaaleista. Valitettavasti niillä voidaan saavuttaa vain alhainen suorituskyky, mikä estää korkean impulssin liikkeet jopa pienimassaisissa Cubesateissa. Heikon suorituskyvyn vuoksi niiden käyttö cubesateissa pääpropulsiona on vähäistä ja suunnittelijat valitsevat korkeamman hyötysuhteen järjestelmiä, joiden monimutkaisuus kasvaa vain vähän. Kylmäkaasujärjestelmissä nähdään useammin käyttöä CubeSat-asennonohjauksessa.
Chemical propulsionsedit
Chemical propulsions systems käyttää kemiallista reaktiota tuottaakseen korkeapaineista, korkean lämpötilan kaasua, joka kiihtyy suuttimesta. Kemiallinen ponneaine voi olla nestemäinen, kiinteä tai molempien Hybridi. Nestemäiset ajoaineet voivat olla katalyytin läpi kulkevaa monopropellanttia tai bipropellanttia, joka polttaa hapettimen ja polttoaineen. Monopropellanttien etuja ovat suhteellisen alhainen monimutkaisuus / suuri työntövoima, alhaiset tehovaatimukset ja korkea luotettavuus. Monopropellanttimoottoreilla on yleensä suuri työntövoima, mutta ne ovat suhteellisen yksinkertaisia, mikä tarjoaa myös korkean luotettavuuden. Nämä moottorit ovat käytännöllisiä Cubesateille vähäisten tehovaatimustensa vuoksi ja koska ne ovat yksinkertaisuudessaan hyvin pieniä. Pieniä hydratsiinikäyttöisiä moottoreita on kehitetty, mutta ne saattavat vaatia poikkeusluvan lentämiseen cubesatin Suunnittelumääritelmässä esitettyjen vaarallisten kemikaalien rajoitusten vuoksi. Kehitetään turvallisempia kemiallisia ponneaineita, jotka eivät vaatisi vaarallisia kemiallisia poikkeuslupia, kuten AF-M315 (hydroksyyliammoniumnitraatti), joita varten suunnitellaan tai on suunniteltu moottoreita. ”Veden Elektrolyysipotkuri” on teknisesti kemiallinen työntövoimajärjestelmä, sillä se polttaa vetyä ja happea, joita se tuottaa veden kiertoradalla tapahtuvalla elektrolyysillä.
Sähköpotkulauta
cubesatin sähköinen työntövoima käyttää tyypillisesti sähköenergiaa kiihdyttääkseen ajoaineen suureen nopeuteen, jolloin syntyy suuri ominaisimpulssi. Monet näistä teknologioista voidaan tehdä riittävän pieniksi nanosatelliittien käyttöön, ja useita menetelmiä on kehitteillä. Tällä hetkellä Cubesateissa käytettäväksi suunniteltuja sähköisiä työntövoimatyyppejä ovat Hall-efektipotkurit, ionipotkurit, pulssatut plasmapotkurit, electrospray-potkurit ja resistojetit. Useat merkittävät CubeSat-luotaimet aikovat käyttää sähköistä propulsiota, kuten Nasan Lunar IceCube. Sähköiseen työntövoimaan liittyvä korkea hyötysuhde voisi mahdollistaa Cubesatien työntämisen Marsiin. Sähköiset propulsiojärjestelmät ovat heikommassa asemassa tehonkäytössään, mikä edellyttää Cubesatilta suurempia aurinkokennoja, monimutkaisempaa sähkönjakelua ja usein suurempia akkuja. Lisäksi monissa sähköisissä propulsiomenetelmissä saatetaan edelleen vaatia painesäiliöitä polttoaineen varastoimiseksi, mitä CubeSat-Suunnittelumääritelmä rajoittaa.
ESTCube-1 käytti sähköistä aurinkotuulipurjetta, joka tukeutuu sähkömagneettiseen kenttään toimiakseen purjeena kiinteän aineen sijaan. Tämä tekniikka käytti sähkökenttää protonien ohjaamiseen aurinkotuulelta työntövoiman tuottamiseksi. Se muistuttaa sähködynaamista lietettä siinä mielessä, että alus tarvitsee vain sähköä toimiakseen.
Aurinkopurjeet
Aurinkopurjeet (joita kutsutaan myös kevytpurjeiksi tai fotonipurjeiksi) ovat avaruusalusten työntövoimamuoto, jossa tähdistä tulevaa säteilypainetta (jota kutsutaan myös auringon paineeksi) käytetään suurten ultraohuiden peilien työntämiseen suuriin nopeuksiin, jotka eivät vaadi ponneainetta. Aurinkopurjeen voima skaalautuu purjeen pinta-alaan, joten purjeet soveltuvat hyvin käytettäväksi Cubesateissa, koska niiden pieni massa johtaa suurempaan kiihtyvyyteen tietyllä aurinkopurjeen pinta-alalla. Aurinkopurjeiden on kuitenkin edelleen oltava melko suuria satelliittiin verrattuna, mikä tarkoittaa, että on otettava käyttöön hyödyllisiä aurinkopurjeita, mikä lisää mekaanista monimutkaisuutta ja potentiaalista vikaantumisen lähdettä. Tämä käyttövoimamenetelmä on ainoa, jota cubesatin Suunnittelumääritelmän asettamat rajoitukset eivät vaivaa, koska se ei vaadi suuria paineita, vaarallisia materiaaleja tai merkittävää kemiallista energiaa. Harvat Cubesatit ovat käyttäneet aurinkopurjetta pääasiallisena työntövoimanaan ja vakautenaan syvässä avaruudessa, muun muassa vuonna 2010 laukaistu 3U-NanoSail-D2 ja toukokuussa 2015 laukaistu LightSail-1.
CubeSail testaa parhaillaan kiertoradalla 260 metrin pituista, 20 m2 (220 m2) aurinkopurjenauhaa, joka ulottuu kahden Cubesatin väliin, mikä kertoo paljon suuremman konseptin, UltraSail heliogyron, suunnittelusta. LightSail – 2 otettiin onnistuneesti käyttöön Falcon Heavy-raketilla vuonna 2019, kun taas ainakin yksi CubeSat, joka aikoo laukaista Avaruuslaukaisujärjestelmän ensimmäisellä lennolla (Artemis 1) vuonna 2021, on asetettu käyttämään aurinkopurjetta: Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout).
Teheredit
Cubesatit muuntavat aurinkokennojen avulla auringon valon sähköksi, joka sitten varastoidaan ladattaviin litiumioniakkuihin, jotka tuottavat virtaa pimennyksen aikana sekä huippukuormitusaikoina. Näiden satelliittien ulkoseinillä on rajallinen pinta-ala aurinkokennojen kokoamista varten, ja ne on tehokkaasti jaettava muiden osien kanssa, kuten antennien, optisten antureiden, kameralinssien, propulsiojärjestelmien ja porttien kanssa. Litiumioniakuissa on korkea energian ja massan suhde, joten ne soveltuvat hyvin käytettäväksi massarajoitteisissa avaruusaluksissa. Akun lataus ja purkaminen hoidetaan tyypillisesti tarkoitukseen varatulla sähköjärjestelmällä (EPS). Akuissa on joskus lämmittimiä, jotka estävät akkua pääsemästä vaarallisen alhaisiin lämpötiloihin, mikä saattaa aiheuttaa akun ja tehtävän epäonnistumisen.
paristojen hajoamisnopeus riippuu niiden jaksojen määrästä, joiden aikana ne ladataan ja puretaan, sekä kunkin purkaussyvyydestä: mitä suurempi keskimääräinen purkaussyvyys, sitä nopeammin akku hajoaa. LEO-tehtävien osalta kotiutuskertojen määrän voidaan olettaa olevan useiden satojen luokkaa.
jos sattuu, että avaruusalus laukaistaan aurinkosynkroniselle radalle, pimennysajan määrä hupenee, jolloin AURINKOSÄHKÖSOLUJEN jatkuva säteilytys keskeytyy vähemmän ja näin akun kapasiteettivaatimukset pienenevät. Leon aurinkosynkronisilla kiertoradoilla avaruusalus ei kuitenkaan aina koe auringonvaloa, joten vuodenajasta riippuen avaruusalus voi joutua lisäämään korkeutta ollakseen jälleen näköyhteyden päässä aurinkoon. Koko-ja painorajoitusten vuoksi Leossa lentävät tavalliset cubesatit, joissa on koriin kiinnitettävät aurinkopaneelit, ovat tuottaneet alle 10 W. Tehtävät, joilla on korkeammat tehovaatimukset, voivat käyttää asennonsäätöä varmistaakseen, että aurinkopaneelit pysyvät tehokkaimmassa suunnassaan kohti aurinkoa, ja lisätehotarpeet voidaan täyttää lisäämällä ja suuntaamalla käyttöön otettuja aurinkopaneeleita. Viimeaikaiset innovaatiot sisältävät ylimääräisiä jousikuormitteisia aurinkopaneeleita, jotka otetaan käyttöön heti, kun satelliitti on vapautettu, sekä järjestelmiä, joissa on lämpöveitsimekanismeja, jotka ottaisivat paneelit käyttöön, kun niitä käsketään. Cubesateissa ei saa olla virtaa laukaisun ja käyttöönoton välillä, ja niissä on oltava irrotus ennen lentoa-tappi, joka katkaisee kaiken tehon estääkseen toiminnan P-kapseliin lastauksen aikana. Lisäksi käyttöönottokytkin kytketään päälle, kun alus Ladataan P-kapseliin, jolloin se leikkaa virtaa avaruusalukseen ja se deaktivoidaan P-kapselista poistumisen jälkeen.
Televiestintämedit
cubesatien edullisuus on mahdollistanut ennennäkemättömän pääsyn avaruuteen pienemmille laitoksille ja organisaatioille, mutta useimmissa CubeSat-muodoissa sen tietoliikenneantennien kantama ja käytettävissä oleva teho on rajoitettu noin 2W: een.
pyllistelyn ja matalan tehoalueen vuoksi radioviestintä on haastavaa. Monet Cubesatit käyttävät kaupallisella mittanauhalla rakennettua suuntaamatonta monopoli-tai dipoliantennia. Vaativampiin tarpeisiin jotkut yritykset tarjoavat cubesateille high-gain-antenneja, mutta niiden käyttöönotto ja osoittelujärjestelmät ovat huomattavasti monimutkaisempia. Esimerkiksi MIT ja JPL kehittävät puhallettavaa lautasantennia, jolla on hyödyllinen kantama Kuuhun, mutta joka näyttää olevan huonosti tehokas. JPL on menestyksekkäästi kehittänyt X-band-ja Ka-band high-gain-antenneja Marcolle ja tutkalle Cubesat (RaInCube) – tehtävissä.
AntennasEdit
perinteisesti matalaa maata kiertävät Cubesatit käyttävät antenneja viestintään UHF-ja S-kaistoilla. Uskaltautua pidemmälle aurinkokunnan, suurempia antenneja yhteensopiva Deep Space Network (X-band ja Ka-band) tarvitaan. JPL: n insinöörit kehittivät useita 6U-luokan Cubesatien kanssa yhteensopivia sijoitettavia high-gain-antenneja MarCO-ja Near-Earth Asteroid Scout-laitteille. JPL: n insinöörit ovat myös kehittäneet 0,5 m mesh-heijastinantennin, joka toimii ka-kaistalla ja on yhteensopiva DSN: n kanssa, joka taittuu 1,5 U: n ahtotilavuudessa. Marco, JPL: n antennin insinöörit suunniteltu taitettu paneeli Reflectarray (FPR) mahtuu 6U Cubesat väylä ja tukee X-kaistan Mars-To-Earth televiestinnän 8kbit/s klo 1AU.
Lämmönhallintamedit
eri CubeSat-komponenteilla on erilaiset hyväksyttävät lämpötila-alueet, joiden ulkopuolella ne voivat tulla tilapäisesti tai pysyvästi toimintakelvottomiksi. Kiertoradalla olevia satelliitteja lämmittää auringosta suoraan lähtevä ja maasta heijastuva säteilylämpö sekä aluksen osien tuottama lämpö. Cubesatien on myös jäähdytettävä säteilemällä lämpöä joko avaruuteen tai viileämpään maan pintaan, jos se on viileämpi kuin avaruusalus. Kaikki nämä säteilevät lämmönlähteet ja nielut ovat melko vakio ja hyvin ennustettavissa, kunhan Cubesatin kiertorata ja pimennysaika tunnetaan.
Cubesateissa Lämpötilavaatimusten täyttymisen varmistamiseen käytettyjä komponentteja ovat monikerroksinen eristys ja akun lämmittimet. Muita avaruusalusten lämmönohjaustekniikoita piensatelliiteissa ovat komponenttien erityinen sijoittelu, joka perustuu kyseisten komponenttien odotettuun lämpötehoon, ja harvoin käyttöön otetut lämpölaitteet, kuten säleiköt. Analyysi ja simulointi avaruusaluksen terminen malli on tärkeä määräävä tekijä soveltamalla lämpöhallinnan komponentteja ja tekniikoita. Cubesateja, joilla on erityisiä lämpöongelmia ja jotka usein liittyvät tiettyihin käyttöönottomekanismeihin ja hyötykuormiin, voidaan testata lämpötyhjiökammiossa ennen laukaisua. Tällainen testaus antaa suuremman varmuuden kuin täysikokoiset satelliitit voivat saada, koska Cubesatit ovat tarpeeksi pieniä mahtuakseen kokonaisuudessaan termisen tyhjiökammion sisään. Lämpötila-anturit on tyypillisesti sijoitettu eri CubeSat-komponentteihin, jotta voidaan toimia vaarallisten lämpötila-alueiden välttämiseksi, kuten aluksen suuntaaminen uudelleen tiettyyn osaan suoran lämpösäteilyn välttämiseksi tai syöttämiseksi, jolloin se jäähtyy tai kuumenee.
CostsEdit
CubeSat muodostaa kustannustehokkaan itsenäisen keinon saada hyötykuorma kiertoradalle. Edullisten kantorakettien, kuten Interorbitaalisten järjestelmien, viivästysten jälkeen laukaisuhinnat ovat olleet noin 100 000 dollaria kappaleelta, mutta uudemmat operaattorit tarjoavat alhaisempaa hinnoittelua.
joissakin Cubesateissa on monimutkaisia komponentteja tai välineitä, kuten LightSail-1, jotka nostavat niiden rakennuskustannukset miljooniin, mutta 1U Cubesatin perusrakenne voi maksaa noin 50 000 dollaria, joten cubesatit ovat varteenotettava vaihtoehto joillekin kouluille ja yliopistoille; sekä pienille yrityksille kehittää cubesateja kaupallisiin tarkoituksiin.