Selles blogipostituses vaatleme, kuidas väikesed, aga võimsad nanosatelliidid on muutnud kosmosevaatlust ning kui revolutsioonilised nad on olnud nii hinna kui ka tehnoloogia osas.
Inimesed on alati oma ümbrust jälginud. Nende vaatluste kaudu oleme omandanud uusi teadmisi, mida oleme kasutanud tsivilisatsiooni arendamiseks ja oma elukvaliteedi parandamiseks. Inimvaatluste ulatus ulatub kaugemale Maast, millel me elame, ka seda ümbritsevale universumile, sealhulgas tähtede, päikese ja kuu liikumisele. Need vaatlused on süvendanud meie arusaamist loodusnähtustest ja viinud uuenduslike arenguteni erinevates valdkondades, nagu põllumajandus, navigatsioon ja arhitektuur. Võrreldes Maaga on universum aga nii tohutu, et selle vaatlemine on palju raskem kui Maa pinnakeskkonna jälgimine. Sel põhjusel on kosmose vaatlemiseks vajalikud head vaatlusvahendid. Varem vaatles Galileo kosmost tema ehitatud teleskoobiga, kuid tänapäeval vaatleme kosmost tehiskaaslaste abil, mis on palju väärtuslikumad tööriistad kui teleskoobid.
Kuna kosmos on aga nii tohutu, võivad paljud inimesed arvata, et kosmose vaatlemiseks kasutatavad tehiskaaslased peavad olema suured. Minu klassikaaslastel ja minul, kes õpime masinaehitust ja lennundustehnikat, oli see idee samuti olemas, kuni me võtsime sissejuhatava kursuse lennundustehnikasse. Siiski on olemas väikesed tehiskaaslased, mida nimetatakse nanosatelliidideks ja mis tunduvad väikesed ning kosmose avarusega kokkusobimatud. Mis need nanosatelliidid on ja kuidas nad kosmost vaatlevad?
Satelliit on taevakeha, mis tiirleb gravitatsioonijõudude mõjul ümber planeedi, ja tehiskaaslane on satelliit, mille inimesed on kunstlikult orbiidile saatnud. Neid tehiskaaslasi liigitatakse üldiselt suuruse järgi ja ka nende funktsioonid varieeruvad. Sõltuvalt suurusest liigitatakse tehiskaaslased suurteks satelliitideks (1,000 kg või rohkem), keskmise suurusega satelliitideks (500–1,000 kg), väikesteks satelliitideks (100–500 kg) ja nanosatelliitideks, mida selles artiklis selgitatakse. Suuri satelliite kasutatakse enamasti side, ilma ja sõjalistel eesmärkidel, samas kui keskmise suurusega satelliite kasutatakse praktiliste Maa vaatlussatelliitidena tehnoloogia kontrollimiseks. Väikesed satelliidid on enamasti satelliidid, mis tiirlevad Maa madalal orbiidil ja mida kasutatakse ka Kuu ja planeetide uurimiseks.
Mis on nanosatelliidid? Kuigi nanosatelliitide jaoks pole selgeid standardeid, defineeritakse neid üldiselt kui alla 10 kg kaaluvaid satelliite. Oma väikese suuruse tõttu on nanosatelliitidel palju eeliseid ja funktsioone, mis neid eeliseid ära kasutavad. Suurim eelis on nende odavus. Tüüpilise satelliidi orbiidile saatmine maksab 100–300 miljonit dollarit. Arvestades, et Lõuna-Korea kosmosetööstuse eelarve 2023. aastal on ligikaudu 450 miljonit dollarit, kaasneb satelliidi orbiidile saatmisega tohutu majanduslik koormus. Nanosatelliitide puhul on ühe orbiidile saatmise maksumus aga vaid umbes 1–3 miljonit dollarit. Teisisõnu, ühe tavapärase satelliidi hinnaga saab orbiidile saata palju rohkem nanosatelliite.
Teaduses, faktide vaatlemisel või väidete toetuseks tõendite leidmisel, on usaldusväärsem, mida rohkem on andmeid. Seega on nanosatelliitide mitmekordse ja odava orbiidile saatmise võimalusel eeliseks nanosatelliitide vaatluste usaldusväärsuse suurendamine. Näiteks on nanosatelliitide peamine ülesanne uurida termosfääri, mis on atmosfääri ülemine kiht, täpsemalt alumine termosfääri 90–300 km kõrgusel. Atmosfääri vaatlemisel tekitavad tehissatelliidid õhuga hõõrdumise tõttu soojust, olenemata nende suurusest, mis põhjustab nende läbipõlemise teatud aja pärast. Seega on odavate nanosatelliitide abil kallite tavapäraste satelliitide asemel võimalik saada suuremat hulka andmeid säästlikumalt.
Lisaks on nende odavuse tõttu tavapäraste satelliitidega võrreldes väiksem rikkeoht, mis on tehnoloogia arendamise ja kontrollimise eeliseks. Näiteks oletame, et olete välja töötanud tehnoloogia, mida saab rakendada ka teistel satelliitidel. Maa gravitatsiooni tõttu on võimatu kindlaks teha, kas seda tehnoloogiat saab kasutada kaaluta keskkonnas. Sellisel juhul saate tehnoloogia pardale paigaldamiseks ja kosmosesse saatmiseks kasutada odavat nanosatelliiti, et kontrollida selle tõhusust. Lisaks on nanosatelliidid väikesed ja kerged, seega pole nende struktuur keeruline ja neid on lihtne kokku panna. Praegu müüakse nanosatelliidi osi juba komplektidena, mistõttu on need hõlpsasti kättesaadavad mitte ainult ekspertidele, vaid ka mitteekspertidele. Neid eeliseid ära kasutades on tavapäraste satelliitide andmete hankimine keeruline, kuid võimalik on andmeid hankida nanosatelliitide abil.
Üks esinduslikumaid nanosatelliite on CubeSat. CubeSat on satelliit, mille pikkus, laius ja kõrgus on umbes 10 cm. Praegu kasutavad paljud riigid üle maailma, sealhulgas Ameerika Ühendriigid, Saksamaa ja Jaapan, CubeSati laialdaselt ja keskenduvad selle arendamisele selle väiksuse ja madala hinna tõttu, mis võimaldavad seda kasutada mitmesugustes kosmosekatsetes. Üks näide on USA õhujõudude edendatav kosmoseilma vaatlusprogramm CubeSat. Kosmoseilma vaatlusprogramm CubeSat on Ameerika Ühendriikide juhitav programm, mille eesmärk on jälgida kosmoseilma kahe CubeSat abil, kuna kosmoseilm (atmosfääri ülemine kiht) on muutunud üha olulisemaks tänu suurele hulgale kosmoselaevadele, mis reisivad läbi kosmose, ja Maa ümber tiirlevatele tehiskaaslastele tänapäeval. Lisaks USA õhujõududele kasutatakse CubeSat'e aktiivselt ka erinevates ülikoolides, sealhulgas Arizonas, Stanfordis ja MIT-s. Jaapanis Tokyo ülikooli CubeSat XI-IV programm on edukas programm, milles 2003. aastal käivitatud CubeSat on endiselt elus ja töötab korralikult. Praegu uurivad Korea Lennundusülikool ja Kyung Hee Ülikool CubeSat'e ehk nanosatelliite.
Tänapäeval on lennundustööstus üha olulisem kogu maailmas ning enamik arenenud riike investeerib sellesse suuri investeeringuid. Praeguses ajastul, mil kosmos on nii oluline, muutuvad tulevikus veelgi populaarsemaks nanosatelliidid, mis on ökonoomsed ja mugavad kosmose vaatlemiseks. Selle artikli eesmärk on edastada praegusel ajastul elavale laiemale üldsusele nanosatelliitide olulisust tänapäeva kosmoseajastul ja anda põhiline selgitus, mis need on.
