큐브샛

CubeSat
Ncube-2, 노르웨이 큐브샛(10cm(3.9인치) 큐브)

큐브샛은 10cm(3.9인치) [1]큐브로 구성된 폼 팩터를 기반으로 하는 소형 위성 클래스입니다.CubeSats의 질량은 [2]단위당 2kg(4.4lb)을 넘지 않으며, 종종 전자제품 및 구조에 상용 기성품(COTS) 부품을 사용합니다.CubeSats는 국제우주정거장의 우주인들에 의해 궤도에 올려지거나 발사체의 [3]2차 탑재물로 발사된다.2021년 8월 현재 1,600개 이상의 큐브샛이 [4]출시되었습니다.

1999년 캘리포니아 폴리테크닉 주립 대학 교수 조디 푸이그-수아리와 스탠포드 대학 우주 시스템 개발 연구소의 밥 트위그스는 지구 저궤도를 위한 소형 위성의 설계, 제조 및 테스트에 필요한 기술을 촉진하고 개발하기 위해 큐브샛 규격을 개발했습니다.O) 여러 가지 과학적 연구 기능을 수행하고 새로운 우주 기술을 탐구한다.2013년까지 CubeSat 출시의 대부분을 학계가 차지했는데, 그 중 절반 이상이 비학력적인 목적이었으며 2014년에는 새로 도입된 대부분의 CubeSat가 상업용 [3]또는 아마추어용 프로젝트였습니다.

2021년 8월[5] 현재 매년 출시 및 계획된 CubeSats
2021년 8월[6] 현재 출시된 CubeSat의 총 수

일반적으로 소형화할 수 있는 실험이나 지구 관측이나 아마추어 무선과 같은 목적에 사용할 수 있습니다.CubeSats는 소형 위성을 위한 우주선 기술이나 의심스러운 실현 가능성을 제시하기 위해 사용되며, 더 큰 위성의 비용을 정당화할 수 없을 것 같다.입증되지 않은 기초 이론을 사용한 과학 실험도 낮은 비용이 더 높은 위험을 정당화할 수 있기 때문에 CubeSats에 탑승할 수 있습니다.생물학 연구용 적재물이 여러 임무에 투입되었고,[7] 더 많은 계획을 가지고 있다.달과 그 너머로 가는 몇몇 미션들이 큐브샛을 [8]사용할 계획이다.첫 번째 심우주 큐브샛은 MarCO 미션에서 발사되었으며, 2018년 5월 성공적인 InSight [9]미션과 함께 두 개의 큐브샛이 화성을 향해 발사되었습니다.

일부 CubeSats는 대학, 국영 또는 민간 기업이 발사하는 국가 최초의 인공위성이 되었다.검색 가능한 Nanosatellite와 CubeSat Database에는 1998년 [4]이후 발사될 예정인 3,200개 이상의 CubeSats가 나열되어 있다.

역사

1U CubeSat 구조

캘리포니아 폴리테크닉 주립 대학의 조르디 푸이그 수아리와 스탠포드 대학의 밥 트위그스 교수는 대학원생들이 최초의 우주선인 스푸트니크와 유사한 능력을 가진 우주선을 설계, 제작, 테스트 및 운용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 1999년에[10][11]: 159 큐브샛 참조 디자인을 제안했다.CubeSat은 처음에 제안된 대로 표준이 되는 것이 아니라 시간이 지남에 따라 표준이 되었습니다.첫 번째 큐브샛은 2003년 6월 러시아 Eurockot으로 발사되었으며 2012년까지 [12]약 75개의 큐브샛이 궤도에 진입하였다.

이러한 작은 요소 위성의 필요성은 스탠포드 대학의 우주 시스템 개발 연구소에서 수행된 작업의 결과로 1998년에 분명해졌다.SSDL에서 학생들은 1995년부터 OPAL (Orbiting Picosatellite Automatic Launcher) 마이크로 위성 연구를 해왔다.OPAL의 "피코 위성" 배치 임무는 "희망 없이" 복잡했고 "대부분"만 작동할 수 있는 발사 시스템을 개발하게 되었다.프로젝트가 지연되자 Twiggs는 DARPA의 자금 지원을 요청했고, 그 결과 스프링이 장착된 [11]: 151–157 문에 의해 고정된 인공위성을 갖춘 단순한 푸셔 플레이트 개념으로 발사 메커니즘을 재설계했습니다.

OPAL에서 경험하는 개발 주기를 단축하고 OPAL이 운반하는 피코 새틀라이트로부터 영감을 얻어, Twiggs는 "크기를 얼마나 줄이고 여전히 실용적인 위성을 가질 수 있는가"를 찾기 시작했다.OPAL의 피코위성 크기는 10.1cm × 7.6cm × 2.5cm(4인치 × 3인치 × 1인치)로 우주선의 모든 면을 태양 전지로 덮는 데 도움이 되지 않았다.Binie Babies를 [7]상점에 진열하는 데 사용되는 4인치(10cm) 입방체 플라스틱 박스에서 영감을 얻은 Twiggs는 새로운 큐브샛 컨셉의 지침으로 10cm 크기의 큰 큐브를 처음 선택했다.발사대 모델은 수정된 OPAL 발사대에 사용된 것과 동일한 푸셔 플레이트 개념을 사용하여 새 위성을 위해 개발되었습니다.Twiggs는 1999년 여름 Puig-Suari에, 그 후 1999년 [11]: 157–159 11월 JUSTSAP(Japan-U.S. Science, Technology and Space Applications Program) 회의에서 이 아이디어를 발표했다.

"CubeSat"이라는 용어는 CubeSat 설계 사양에 설명된 표준을 준수하는 나노 위성을 나타내기 위해 만들어졌습니다.칼 폴리 교수는 항공우주공학 교수 조르디 푸이그 수아리가 [13]주도한 노력으로 이 표준을 발표했다.스탠포드 대학 항공우주학부의 밥 트위그스 교수와 현재 켄터키 모어헤드 주립 대학의 우주 과학 교수진은 큐브샛 [14]공동체에 기여했습니다.그의 노력은 교육기관의 [15]큐브샛에 초점을 맞추고 있다.이 규격은 큐브샛보다 약간 큰 나사 "MEPSI" 나노 위성 같은 큐브 형태의 다른 나노 위성에는 적용되지 않는다.GeneSat-1은 NASA의 최초의 완전 자동화된 자급자족 생체 우주 비행 실험이었다.그것은 또한 미국에서 출시된 첫 번째 큐브샛이었다.NASA Ames Research의 John Hines가 이끈 이 연구는 NASA CubeSat 프로그램 [16]전체의 촉매제가 되었다.

설계.

CubeSat 규격은 몇 가지 높은 수준의 목표를 달성합니다.위성을 소형화하는 주된 이유는 배치 비용을 절감하기 위해서입니다. 위성은 종종 대형 발사체의 과잉 용량을 사용하여 여러 번 발사하기에 적합합니다.CubeSat 설계는 특히 나머지 발사체 및 페이로드에 대한 위험을 최소화합니다.런처 페이로드 인터페이스를 캡슐화하면 이전에 피기백위성과 런처와의 결합에 필요했던 작업량이 줄어듭니다.페이로드와 발사대를 통합함으로써 페이로드의 신속한 교환과 신속한 발사 기회 활용이 가능합니다.

표준 큐브샛은 10cm × 10cm × 11.35cm (3.94인치 × 3.94인치 × 4.47인치) 단위로 구성되며, 10cm × 10cm (3.9인치 × 3.9인치 × 3.9인치 × 3.9인치) 또는 1l (0.22imp gal, 0.26US gal)의 유용한 부피를 제공하도록 설계되었다.최소 표준 사이즈는 1U로 단일 유닛으로 구성되며, 가장 일반적인 폼 팩터는 3U로 현재까지 [17][18]발사된 모든 나노 위성 중 40% 이상을 차지했습니다.6U 및 12U와 같은 대형 폼 팩터는 [2]3U가 나란히 쌓여 있습니다.2014년에는 해양 감시를 위해 2개의 6U Perseus-M CubeSats가 출시되었으며, 이는 당시 최대 규모입니다.2018년 화성 큐브 원(MarCO) 미션은 두 개의 6U 큐브를 [19][20]화성을 향해 발사했다.

크기가 작고 표준이 아닌 폼 팩터도 존재합니다.Aerospace Corporation은 방사선 측정 및 기술 [21]시연용으로 0.5U의 소형 CubeSats 2개를 구축 및 출시했으며, Swarm Technologies는 IoT 통신 [22][23]서비스용으로 0.25U의 CubeSats를 100개 이상 구축 및 배치했습니다.

CubeSat 섀시를 들고 있는 과학자

거의 모든 CubeSats는 10cm × 10cm (3.9인치 × 3.9인치)이므로 Cal [24]Poly가 개발하고 구축한 P-POD(Poly-PicoSatellite Orbital Deployer)라고 하는 공통 배치 시스템을 사용하여 모든 CubeSats를 시작하고 배치할 수 있다.

CubeSat 설계 사양에 의해 명시되거나 요구되는 전자제품 폼 팩터나 통신 프로토콜은 없지만 COTS 하드웨어는 많은 사람들이 CubeSat 전자제품에서 표준으로 취급하는 특정 기능을 일관되게 사용해 왔습니다.대부분의 COTS 및 맞춤 설계된 전자 장치는 PC/104의 형태에 맞으며, 이는 CubeSat용으로 설계되지 않았지만 90mm × 96mm(3.5인치 × 3.8인치)의 프로파일을 제공하므로 대부분의 우주선을 점유할 수 있습니다.엄밀히 말하면 PCI-104 폼은 사용되는 PC/104의[25] 변형이며 실제 사용되는 핀 배치는 PCI-104 규격에 지정된 핀 배열을 반영하지 않습니다.보드의 스택스루 커넥터를 사용하면 조립과 전기 인터페이스가 간단하며, 대부분의 CubeSat 전자 하드웨어 제조업체는 동일한 신호 배열로 유지되지만 일부 제품은 그렇지 않으므로 [26]손상을 방지하기 위해 신호와 전원 배열이 일관되도록 주의해야 합니다.

장치가 존재하는 방사선을 견딜 수 있도록 전자 장치를 선택할 때 주의해야 합니다.대기권 재진입이 단 며칠 또는 몇 주 만에 발생하는 매우 낮은 지구 궤도(LEO)의 경우 방사선을 대부분 무시할 수 있으며 표준 소비자용 전자 장치를 사용할 수 있다.단일 이벤트 업라이트(SEU)의 가능성이 매우 낮기 때문에 소비자 전자 기기는 그 시간 동안 LEO 방사선을 견딜 수 있다.몇 달 또는 몇 년 동안 지구 저궤도를 유지한 우주선은 위험에 처해 있으며 조사된 환경에서 설계되고 테스트된 비행 장비만 있다.지구 저궤도를 벗어나거나 수년 동안 지구 저궤도에 머물러 있을 임무들은 방사선 강화 [27]장치를 사용해야 한다.미션 [28]실패를 초래할 수 있는 승화, 가스 배출 및 금속 수염의 영향으로 인해 고진공에서의 작동에 대한 추가 고려가 이루어집니다.

구조.

결합된 유닛의 수는 CubeSat의 크기를 분류하며, CubeSat 설계 사양에 따르면 0.5U, 1U, 1.5U, 2U 또는 3U의 형태에 맞게 한 축을 따라 확장 가능합니다. CubeSat의 모든 표준 크기는 2015년 [29]출시된 거의 모든 CubeSat의 폼 팩터를 나타냅니다.구조에 사용되는 재료는 막힘을 방지하기 위해 전개기와 동일한 열팽창 계수를 가져야 합니다.구체적으로는 알루미늄 합금 7075, 6061, 5005 및 5052를 사용할 수 있습니다.P-POD와 접촉하는 구조물에 사용되는 알루미늄은 냉간 용접을 방지하기 위해 양극 산화 처리를 해야 하며, 포기를 [18]받을 경우 구조물에 다른 재료를 사용할 수 있습니다.냉간 용접을 넘어 모든 재료를 진공에 사용할 수 있는 것은 아니기 때문에 재료 선택에 대한 추가 검토가 이루어집니다.구조물은 P-POD의 다른 CubeSat에 미치는 영향을 줄이기 위해 양 끝에 보통 고무로 만들어진 소프트 댐퍼가 있는 경우가 많습니다.

최대 치수를 초과하는 돌출부는 표준 규격에 따라 각 측면의 최대 6.5mm(0.26인치)까지 허용된다.돌출부는 전개 레일을 방해하지 않으며 일반적으로 안테나 및 태양 전지판에 의해 점유됩니다.CubeSat 설계 사양의 리비전 13에서는 3U 프로젝트에서 사용할 수 있는 추가 볼륨이 정의되었습니다.추가 볼륨은 P-POD Mk III의 스프링 메커니즘에서 일반적으로 낭비되는 공간에 의해 가능합니다.공간을 활용하는 3U CubeSat은 3U+로 지정되며, CubeSat의 한쪽 끝을 중심으로 한 원통형 볼륨에 구성요소를 배치할 수 있습니다.원통형 공간은 최대 직경이 6.4cm(2.5인치)이고 높이가 3.6cm(1.4인치) 이하이며, 3U의 최대 4kg(8.8파운드)을 초과하는 질량은 허용되지 않습니다.추진 시스템과 안테나는 추가 볼륨이 필요할 수 있는 가장 일반적인 구성 요소이지만 페이로드가 이 볼륨까지 확장되는 경우도 있습니다.응용 프로그램 및 출시 서비스 [18]제공업체와의 협상 후 치수 및 질량 요구사항으로부터의 편차는 면제될 수 있습니다.

CubeSat 구조체는 발사 시 구조적으로 구조적으로 지원하는 배포자의 이점이 있기 때문에 더 큰 인공위성과 같은 강도에 대한 우려가 있는 것은 아닙니다.그러나 일부 CubeSats는 P-POD가 지원하지 않는 구성 요소가 [30]출시 내내 구조적으로 양호한 상태를 유지하도록 진동 분석 또는 구조 분석을 거칩니다.대형 위성이 하는 분석을 거의 받지 못했지만, CubeSats는 기계적인 [31]문제로 인해 고장이 발생하는 경우는 거의 없습니다.

컴퓨팅

대형 위성과 마찬가지로 CubeSats는 종종 자세 제어(방향), 전원 관리, 페이로드 작업 및 기본 제어 작업 등 서로 다른 작업을 병렬로 처리하는 여러 컴퓨터를 특징으로 합니다.COTS 자세 제어 시스템은 일반적으로 전원 관리 시스템과 마찬가지로 자체 컴퓨터를 포함합니다.payload가 도움이 되려면 primary 컴퓨터와 인터페이스할 수 있어야 합니다.따라서 다른 소형 컴퓨터를 사용해야 할 수도 있습니다.이는 제한된 통신 프로토콜로 payload를 제어하거나, 원시 데이터 처리로 primary 컴퓨터의 과부하를 방지하거나, 통신과 같은 우주선의 다른 컴퓨팅 요구에 의해 payload의 작동이 중단되지 않도록 하는 기능의 제한 때문일 수 있습니다.그러나 프라이머리 컴퓨터는 이미지 처리, 데이터 분석 및 데이터 압축 등의 페이로드 관련 태스크에 사용할 수 있습니다.프라이머리 컴퓨터가 일반적으로 처리하는 작업에는 다른 컴퓨터에 대한 태스크 위임, 자세 제어, 궤도 기동 계산, 스케줄링 및 활성 열 제어 컴포넌트 활성화가 포함됩니다.CubeSat 컴퓨터는 방사선에 매우 취약하며, 건설업체는 ECC RAM의 사용 등 우주의 높은 방사선에서 적절한 작동을 보장하기 위해 특별한 조치를 취합니다. 일부 위성은 여러 개의 프라이머리 컴퓨터를 구현함으로써 용장성을 포함할 수 있습니다.이는 미션 실패의 위험을 줄이기 위한 중요한 임무에서 수행될 수 있습니다.소비자용 스마트폰은 NASA의 PhoneSats와 같은 일부 CubeSats에서 컴퓨팅에 사용되어 왔다.

자세 제어

지구근접 소행성 스카우트 컨셉: 제어 가능한 태양 돛 큐브샛

CubeSats의 자세 제어(방향성)는 성능 저하 없이 소형화 기술에 의존합니다.일반적으로 CubeSat이 배포되는 즉시 비대칭 배포 강제 및 다른 CubeSat와의 범핑으로 인해 텀블링이 발생합니다.일부 CubeSats는 텀블링 중에 정상적으로 동작하지만 특정 방향을 가리켜야 하거나 회전 중에 안전하게 동작할 수 없는 경우에는 반드시 디버깅해야 합니다.자세 결정과 제어를 수행하는 시스템은 반응 바퀴, 마그네토커, 스러스터, 스타 트래커, 태양 센서, 접지 센서, 각속도 센서, GPS 수신기 및 안테나를 포함합니다.이러한 시스템의 조합은 일반적으로 각 방법의 장점을 취하고 단점을 완화하기 위해 나타난다.반응 바퀴는 일반적으로 주어진 에너지 입력에 대해 상대적으로 큰 모멘트를 전달하는 능력으로 사용되지만, 반응 바퀴의 효용성은 바퀴가 더 빨리 회전할 수 없는 지점인 포화 상태 때문에 제한됩니다.큐브샛 반응 바퀴의 예로는 메릴랜드 항공우주[32] MAI-101과 싱클레어 행성간 RW-0.03-4가 [33]있다.리액션 휠은 스러스터 또는 마그네토커를 사용하여 불포화할 수 있습니다.스러스터는 우주선에 커플을 실어줌으로써 큰 순간을 제공할 수 있지만, 작은 추진 시스템의 비효율성은 스러스터의 연료를 빠르게 고갈시킵니다.거의 모든 큐브샛에서 흔히 볼 수 있는 것은 회전 모멘트를 만들기 위해 지구의 자기장을 이용하기 위해 솔레노이드를 통해 전기를 흐르는 마그네토커입니다.자세 제어 모듈과 태양 전지판에는 일반적으로 마그네토커가 내장되어 있습니다.디벗만 하면 되는 큐브샛은 각속도 센서나 전자 자이로스코프를 넘어서는 자세 결정 방법이 필요하지 않습니다.

특정 방향을 가리키는 것은 지구 관측, 궤도 조작, 태양 에너지 극대화, 그리고 몇몇 과학 기구들을 위해 필요하다.방향 지시 정확도는 지구와 그 수평선, 태양 또는 특정 별을 감지하여 얻을 수 있습니다.싱클레어 인터플래닛의 SS-411 태양센서와[34] ST-16 스타[35] 트래커는 모두 큐브샛에 적용되고 비행경력이 있다.Pumpkin's Colony I 버스는 수동 자세 [36]안정화를 위해 공기역학적 날개를 사용합니다.CubeSat의 위치는 CubeSat에 비해 상대적으로 비싼 온보드 GPS를 사용하거나 지구에 있는 추적 시스템에서 레이더 추적 데이터를 우주선에 중계함으로써 확인할 수 있다.

추진력

큐브샛 추진은 냉가스, 화학 추진, 전기 추진, 태양 돛 등의 기술 분야에서 비약적인 발전을 이루었습니다.CubeSat 추진의 가장 큰 과제는 상당한 [37]기능을 제공하면서도 발사체와 주요 페이로드에 대한 위험을 방지하는 것입니다.대형 위성에 일반적으로 사용되는 부품 및 방법은 허용되지 않거나 제한되며, CubeSat 설계 사양(CDS)은 1.2atm(120kPa), 저장된 화학 에너지 100Wh 이상 및 위험 [18]물질에 대한 압력 포기를 요구합니다.일반적인 우주 추진 시스템은 고압, 고에너지 밀도 및 위험 물질의 조합을 사용하기 때문에 이러한 제한은 큐브샛 추진 시스템에 큰 문제를 제기합니다.출시 서비스 공급자가 제시하는 제한 사항 외에도 다양한 기술적 문제로 인해 CubeSat 추진의 유용성이 더욱 떨어집니다.짐벌링 메커니즘의 복잡성으로 인해 소형 엔진에서는 짐벌링 추력을 사용할 수 없으며, 대신 다중 노즐 추진 시스템에서 비대칭적으로 추력을 가하거나 작동 [38]구성 요소로 큐브샛의 기하학적 구조에 상대적인 질량 중심을 변경함으로써 추력 벡터링을 달성해야 한다.또한 소형 모터에는 완전한 추력보다 작은 스로틀 방법을 위한 공간이 없을 수 있으며, 이는 랑데부 [39]등의 정밀 기동에서 중요하다.더 긴 수명을 필요로 하는 큐브샛은 또한 추진 시스템을 유지하는 궤도에 사용될 경우 궤도 붕괴를 늦출 수 있습니다.

냉가스 추진기

냉가스 추진기는 일반적으로 질소 등의 불활성 가스를 가압된 탱크에 저장하고 노즐을 통해 가스를 방출하여 추력을 생성합니다.대부분의 시스템에서는 밸브 하나로만 작동하므로 냉기가스를 가장 간단한 유용한 추진 [40]기술로 만들 수 있습니다.냉가스 추진 시스템은 사용되는 가스가 휘발성이거나 부식성이 있을 필요가 없기 때문에 매우 안전할 수 있지만, 일부 시스템은 [41]이산화황과 같은 위험한 가스를 특징으로 합니다.이러한 불활성 가스 사용 능력은 일반적으로 위험 물질로부터 제한되기 때문에 CubeSats에 매우 유리합니다.안타깝게도 [40]저성능만 달성하여 저질량 CubeSat에서도 고임펄스 기동을 방지할 수 있습니다.이러한 낮은 성능으로 인해, 주 추진에 CubeSats에서 사용하는 것은 제한적이며, 설계자는 약간의 복잡성만 증가시킨 고효율 시스템을 선택합니다.차가운 가스 시스템은 큐브샛 자세 제어에서 더 자주 사용됩니다.

화학 추진

화학 추진 시스템은 노즐에서 가속되는 고압, 고온 가스를 생성하기 위해 화학 반응을 사용합니다.화학 추진제는 액체, 고체 또는 두 가지 혼합물이 될 수 있습니다.액체추진제는 촉매를 통과하는 모노로프제 또는 산화제와 연료를 연소시키는 2로프제일 수 있다.모노로플란트의 장점은 상대적으로 복잡성이 낮고, 높은 추력 출력, 낮은 전력 요건 및 높은 신뢰성입니다.모노로플란트 모터는 비교적 단순하면서도 높은 추력을 갖는 경향이 있어 높은 신뢰성을 제공한다.이러한 모터는 전력 요구 사항이 적고 단순성이 매우 작기 때문에 CubeSats에 유용합니다.소형 히드라진 연료 모터가 [42]개발되었지만, CubeSat 설계 [18]사양에 명시된 유해 화학 물질에 대한 제한으로 인해 비행 포기가 필요할 수 있습니다.모터가 [42][43]설계되고 있거나 설계되어 있는 AF-M315(히드록실암모늄 질산염)와 같이 위험한 화학적 면제를 필요로 하지 않는 안전한 화학 추진제가 개발되고 있습니다."물 전기 분해 스러스터"는 엄밀히 말하면 물의 [44]전기 분해를 통해 발생하는 수소와 산소를 연소시키는 화학 추진 시스템입니다.

전기 추진

Busek BIT-3 격자 이온 추진기는 Lunar IceCube 6U 큐벳을 추진하기 위해 사용될 것입니다.

큐브샛 전기 추진은 일반적으로 전기 에너지를 사용하여 추진제를 고속으로 가속시키고, 이는 높은 비충동을 일으킨다.이 기술들 중 많은 것들이 나노 위성에 사용하기에 충분히 작게 만들어질 수 있고, 몇 가지 방법들이 개발 중에 있다.현재 큐브샛에 사용하도록 설계된 전기 추진 유형에는 홀 효과 스러스터,[45] 이온 스러스터,[46] 펄스 플라즈마 스러스터,[47] 일렉트로스프레이 스러스터 [48]및 레지스토제트가 [49]포함됩니다.몇몇 유명한 큐브샛 미션은 [50]NASA의 루나 아이스큐브와 같은 전기 추진 장치를 사용할 계획이다.전기 추진과 관련된 높은 효율은 큐브샛이 스스로 [51]화성으로 나아갈 수 있게 해줄 것이다.전기 추진 시스템은 전력 사용에 있어 불리하며, 이것은 큐브샛이 더 큰 태양 전지, 더 복잡한 동력 분배, 그리고 종종 더 큰 배터리를 가지고 있어야 한다.또한 많은 전기 추진 방법에서는 여전히 추진제를 저장하기 위해 가압 탱크가 필요할 수 있으며, 이는 큐브샛 설계 규격에 의해 제한된다.

ESTCube-1은 고체 물질 대신 돛 역할을 하기 위해 전자장에 의존하는 전기 태양풍 돛을 사용했다.이 기술은 추진력을 내기 위해 태양풍으로부터 양성자를 편향시키기 위해 전기장을 이용했다.전기 동력학적 테더와 유사하지만 작동 시 전기만 공급하면 된다.

솔라 세일

태양 돛 (빛 돛 또는 광자 돛이라고도 함)은 별에서 나오는 복사압 (태양압이라고도 함)을 이용하여 추진제가 필요 없는 초박형 거울을 고속으로 밀어내는 우주선 추진의 한 형태이다.태양 돛의 힘은 돛의 면적과 함께 확장되며, 이는 작은 질량이 주어진 태양 돛의 면적에서 더 큰 가속을 일으키기 때문에 큐브샛에서 사용하기에 매우 적합합니다.하지만, 태양 돛은 위성에 비해 꽤 커야 하는데, 이것은 유용한 태양 돛이 배치되어야 한다는 것을 의미하며, 기계적 복잡성과 잠재적 고장 원인을 더해야 한다는 것을 의미한다.이 추진 방법은 고압, 위험 물질 또는 상당한 화학 에너지를 필요로 하지 않기 때문에 큐브샛 설계 규격에서 정한 제한 사항으로 인해 어려움을 겪지 않는 유일한 방법이다.2010년에 발사된 3U NanoSail-D2와 2015년 5월에 발사된 LightSail-1을 포함하여, 태양 돛을 주된 추진력과 안정성으로 채택한 CubeSats는 거의 없습니다.

큐브세일은 현재 두 개의 큐브샛 사이에 연장된 260미터(850피트) 길이의 20미터2(220평방피트) 태양 돛 리본을 궤도에서 시험하고 있으며, 이는 울트라세일 헬리오이로라고 불리는 훨씬 더 큰 개념의 디자인을 알려 줄 것이다.LightSail-2는 2019년에 [52][53]팔콘 헤비 로켓에 성공적으로 배치되었고 2021년에 우주 발사 시스템의 첫 번째 비행 (Artemis 1)에 발사할 계획인 최소 1개의 큐브샛은 태양 돛을 사용할 예정이다: 근지구 소행성 스카우트 (NEA 스카우트).[54]

힘

윙렛 태양광 패널은 발전 표면적을 증가시킵니다.

CubeSats는 태양전지를 사용하여 태양광을 전기로 변환하고, 그 전기는 일식이나 피크 부하 [55]시간대에 전력을 공급하는 충전식 리튬 이온 배터리에 저장된다.이들 위성은 태양전지 조립을 위한 외벽 표면적이 제한돼 안테나, 광학센서, 카메라렌즈, 추진시스템, 접근포트 등 다른 부품과 효과적으로 공유해야 한다.리튬 이온 배터리는 에너지 대 질량비가 높아 질량이 제한된 우주선에 사용하기에 적합합니다.배터리 충전 및 방전은 일반적으로 전용 전력 시스템(EPS)에 의해 처리됩니다.배터리에 히터가 장착되어[56] 있어 배터리나 미션 [57]에러의 원인이 될 수 있는 위험한 저온에 도달하는 것을 방지할 수 있습니다.

배터리의 부패 속도는 충전 및 방전의 사이클 수 및 각 방전의 깊이에 따라 달라집니다.방전 평균 깊이가 클수록 배터리의 열화가 빨라집니다.LEO 임무의 경우, 방전 주기의 수는 수백 개 정도일 것으로 예상할 수 있다.

크기와 무게 제약으로 인해, 신체 장착형 태양 전지판을 사용하여 LEO를 비행하는 일반적인 큐브샛은 10W [58]미만의 전력을 발생시켰다.전력 요건이 높은 임무는 자세 제어를 이용하여 태양 전지판이 태양 쪽으로 가장 효과적인 방향으로 유지되도록 할 수 있으며, 전개 가능한 태양 전지 어레이의 추가 및 방향을 통해 추가적인 전력 수요를 충족할 수 있다. 이는 궤도상의 상당히 넓은 영역으로 펼쳐질 수 있다.최근의 혁신에는 위성이 공개되자마자 전개되는 스프링식 태양열 어레이뿐만 아니라 명령을 받으면 패널을 전개하는 열 나이프 메커니즘을 특징으로 하는 어레이가 포함됩니다.CubeSats는 시작과 전개 사이에 전원이 공급되지 않을 수 있으며, P-POD에 로드하는 동안 작동을 방지하기 위해 모든 전원을 차단하는 비행 전 제거 핀을 장착해야 합니다.또한 우주선이 P-POD에 로드되는 동안 전개 스위치가 작동하여 우주선에 공급되는 전력을 차단하고 P-POD를 [18]종료한 후 비활성화됩니다.

전기 통신

큐브샛(RaInCube) 내 레이더용 Ka-band에서 작동하는 전개 가능한 고이득 메시 리플렉터 안테나.

CubeSats의 저비용 덕분에 소규모 기관 및 조직에서는 전례 없는 공간 액세스가 가능했지만, 대부분의 CubeSat 양식에서는 통신 [59]안테나의 범위와 사용 가능한 전력이 약 2W로 제한됩니다.

흔들림과 낮은 전력 범위 때문에 무선 통신은 어려운 과제입니다.많은 CubeSats는 상용 측정 테이프로 구축된 전방향 모노폴 또는 다이폴 안테나를 사용합니다.보다 까다로운 요구 사항을 위해 일부 기업은 CubeSats에 높은 수익을 제공하는 안테나를 제공하지만, 배치 및 포인팅 시스템은 훨씬 [59]복잡합니다.예를 들어, MIT와 JPL은 달까지 유용한 범위를 가진 팽창식 접시 안테나를 개발하고 있지만,[60] 효율성이 떨어지는 것으로 보인다.JPL은 큐브샛([62][63][64]RaInCube) 미션에서 마르코와 레이더용[61][62] X-밴드, Ka-밴드 고게인 안테나를 성공적으로 개발했다.

안테나

전통적으로 Low Earth Orbit Cubsats는 UHF 및 S 대역에서 통신 목적으로 안테나를 사용합니다.태양계에서 더 멀리 나아가기 위해서는 딥 스페이스 네트워크(X-밴드 및 Ka-밴드)와 호환되는 더 큰 안테나가 필요합니다.JPL의 엔지니어들은 MarCO와[61][65] Near-Earth 소행성 스카우트용 6U급 큐브샛과 호환되는 [66]배치 가능한 고이득 안테나를 몇 개 개발했습니다.JPL의 엔지니어들은 또한 Ka-band에서 작동하며 1.5U 보관 용량에서 접히는 DSN과[61][65][67] 호환되는 0.5m(1피트 8인치) 메시 리플렉터 안테나를 개발했습니다.MarCO의 경우 JPL의 안테나 엔지니어는 6U 큐벳 버스에 적합한 FPR([68]폴드 패널 반사 어레이)을 설계하여 1AU에서 8kbit/s의 X-밴드 화성-지구 통신을 지원합니다.

온도 관리

CubeSat 구성 요소마다 허용 온도 범위가 다르며, 이 범위를 초과하면 일시적으로 또는 영구적으로 작동하지 않을 수 있습니다.궤도에 있는 인공위성은 태양에서 직접 방출되고 지구로부터 반사되는 복사열과 우주선의 부품에 의해 생성된 열에 의해 가열된다.큐브샛은 또한 우주선보다 더 시원하다면 우주나 더 차가운 지구 표면에 열을 방출함으로써 냉각시켜야 한다.이러한 모든 복사 열원과 흡수원은 큐브샛의 궤도와 일식 시간이 알려진 한 일정하고 매우 예측 가능합니다.

CubeSat에서 온도 요구 사항을 충족하는 데 사용되는 구성 요소에는 배터리용 다층 절연 및 히터가 포함됩니다.소형 위성의 다른 우주선 열제어 기술에는 이들 부품의 예상 열출력에 기초한 특정 구성요소 배치 및 드물게 루버와 같은 배치된 열소자가 포함됩니다.우주선의 열 모델 분석 및 시뮬레이션은 열 관리 구성요소 및 기술을 적용하는 데 있어 중요한 결정 요소입니다.특정 전개 메커니즘 및 페이로드와 관련된 특별한 온도 문제가 있는 큐브샛은 출시 전에 열 진공 챔버에서 테스트할 수 있습니다.CubeSats는 열진공 챔버 전체에 들어갈 수 있을 정도로 작기 때문에 이러한 테스트는 일반 위성이 받을 수 있는 것보다 더 큰 수준의 확신을 제공합니다.온도 센서는 일반적으로 다양한 CubeSat 구성 요소에 배치되어 있어 위험한 온도 범위를 피하기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 부품에 대한 직접적인 열 방사선을 방지하거나 도입하여 냉각 또는 발열을 가능하게 합니다.

비용.

큐브샛은 페이로드를 [13]궤도에 진입시키는 비용 효율적인 독립 수단을 형성합니다.Interorbital [69]Systems와 같은 저가 발사기들이 지연된 후, [70][71]출시 가격은 대당 약 10만 달러였지만, 새로운 사업자들은 더 낮은 [72]가격을 제시하고 있다.2021년 전체 서비스 계약(엔드 투 엔드 통합, 라이센스, 운송 등)을 통해 1U 큐벳을 출시하는 데 드는 일반적인 가격은 약 60,000달러였습니다.

일부 CubeSats는 dollars,[73]의 수백만개로 하지만 몇몇의 학교와 대학을 위하여 CubeSats가 실용적인 옵션, 뿐만 아니라 중소 기업 상업적인 목적으로 CubeSats을 개발하기 위해 기본적인 1U CubeSat construct[74]에 약 5만달러 비용이 들 수 있어 시공 비용을 밀어낼 때 복잡한 구성 요소나 LightSail-1 같은 악기도 있어요..

주목할 만한 과거 임무

주요 기사:큐브샛 목록
2014년 2월 25일 ISS의 NanoRacks CubeSat Deployer에서 NanoRacks CubeSats가 출시되었습니다.

Nanosatellite & Cubesat Database에는 1998년 [4]이후 출시된 약 2,000개의 CubeSats가 나열되어 있습니다.가장 이른 큐브샛의 발사 중 하나는 2003년 6월 30일 러시아 플레셋츠크에서 유로콧 발사 서비스의 다중 궤도 임무와 함께 발사되었다.큐브샛은 태양 동기 궤도에 주입되었고 덴마크 AAU 큐브샛과 DTUSat,[75] 일본 XI-IV와 CUTE-1, 캐나다 캔 X-1, 미국 퀘이크샛을 포함했다.

2012년 2월 13일, 7개의 큐브샛을 포함한 3개의 PPOD 배치기가 프랑스령 기아나에서 발사된 베가 로켓에 실려 라레스 위성과 함께 궤도에 올랐다.출시된 CubeSats는 e-st@r Space(이탈리아, Politecnico di Torino), Goliat(루마니아, Bucarest 대학), MaSat-1(헝가리, Budapest Technology and Economy 대학), PW-Sat(폴란드, Warsaw University of Technology)입니다.스페인 비고와 INTA의 다양성).큐브샛은 유럽우주국의 [76]"베가 메이든 비행" 기회의 틀에서 발사되었다.

2012년 9월 13일, 11개의 큐브샛이 8개의 P-POD로부터 발사되어 United Launch Alliance Atlas V [77]로켓에 탑재된 "OutSat" 보조 페이로드의 일부로서 발사되었다.이는 단일 발사 궤도에 성공적으로 올려진 가장 많은 큐브샛(24U의 최대 부피)이며, 이는 해군 대학원(NPS)에서 개발된 새로운 NPS CubeSat Launcher 시스템(NPSCuL)을 사용하여 가능했다.SMDC-ONE 2.2 (베이커), SMDC-ONE 2.1 (Able), AeroCube 4.0 (x3), Aeneas, CSSWE, CP5, CXBN, CINEMA, Re (STARE)[78]가 궤도에 배치되었습니다.

ISS로부터의 소형 위성 배치의 기술 시연으로서 2012년 10월 4일, 5개의 큐브샛(Raiko, Niwaka, We-Wish, TechEdSat, F-1)이 국제 우주 정거장에서 궤도에 올랐다.이들은 고노토리 3호의 화물로 발사돼 ISS에 전달됐으며 ISS 우주비행사가 일본 실험 모듈의 로봇 [79][80][81]팔에 부착된 전개 메커니즘을 준비했다.

2013년 4월 21일 Orbital Sciences의 Antares 로켓의 첫 비행으로 발사된 [82]Cygnus Mass Simulator에서 4개의 CubeSats가 배치되었다.그 중 3개는 큐브샛에서 스마트폰을 항전 장치로 사용하는 것을 시연하기 위해 NASA 에임스 연구 센터가 만든 1U 폰샛이다.네 번째는 플래닛 랩이 만든 도브-1이라고 불리는 3U 위성입니다.

2013년 4월 26일 NEE-01 Pegaso가 발사되어 궤도에서 실시간 영상을 전송할 수 있는 최초의 큐브셋이자 100와트 이상의 전력을 갖춘 최초의 1U 큐브셋이었으며, 같은 해 11월 후반에 NEE-02 Krysaor도 궤도에서 실시간 영상을 전송했습니다.

2014년 2월 11일 ISS에서 총 33개의 CubeSat가 배치되었습니다.33개 중 28개는 지구를 촬영하는 CubeSats의 Flock-1 별자리의 일부였다.나머지 5개사 중 2개는 미국에 본사를 둔 다른 회사, 2개는 리투아니아, 1개는 [83]페루에서 왔다.

LightSail-1은 태양 돛으로 추진되는 3U CubeSat 시제품이다.2015년 5월 20일 플로리다에서 발사되었다.그것의 4개의 돛은 매우 얇은 마일러로 만들어졌고 총 면적은 32m이다2.이 테스트를 통해 2016년 [84]주요 임무에 앞서 인공위성의 시스템을 완전히 점검할 수 있습니다.

2015년 10월 5일, AAUSAT5(덴마크 올보르 대학)가 유럽 우주국의 "[85]위성 비행!" 프로그램의 틀에서 발사된 ISS로부터 배치되었다.

미니어처 X선 태양 분광계 큐브샛은 2015년 12월 6일 국제 우주 정거장에 발사된 3U로 2016년 5월 16일 배치되었다.이것은 큐브샛으로 과학을 하는 것에 초점을 맞춘 NASA의 과학 미션 디렉터레이트 큐브샛 통합 패널에서 [86]발사된 첫 번째 미션이다.2016년 7월 12일 현재, 최소 임무 성공 기준(과학 관측치 1개월)은 충족되었지만, 우주선은 명목상으로는 계속 수행되고 있으며, 관찰도 [87]계속되고 있다.

2016년 4월 25일 프랑스령 기아나 쿠루에서 발사된 소유즈 로켓 VS14에 실려 센티넬-1B와 함께 3개의 큐브샛이 발사되었다.위성은 AAUSAT4(덴마크 알보르 대학), e-st@r-II(이탈리아 폴리텍니코 디 토리노), OUFTI-1(벨기에 리에주 대학)이었다.큐브샛은 유럽우주국의 "위성 비행!"[88] 프로그램의 틀에서 발사되었다.

2017년 2월 15일, 인도 우주 연구 기구(ISRO)는 단일 로켓에 104개의 위성을 발사하는 기록을 세웠다.Cartosat-2 시리즈와 103개의 공동 승객 위성을 포함한 단일 페이로드로 PSLV-C37의 발사는 모두 650kg(1,430파운드)이 넘었다.104개의 위성 중 3개를 제외한 모든 위성은 큐브샛이었다.101개의 나노 위성 중 96개가 미국에서 왔고 각각 1개씩 이스라엘, 카자흐스탄, 네덜란드, 스위스, 아랍에미리트로부터 왔다.[89] [90]

2018 InSight 미션 : MarCO CubeSats

InSight의 하강 중에 아티스트가 MarCO A와 B를 그린 그림

2018년 5월 발사된 InSight 정지형 화성 착륙선에는 화성 옆을 비행할 큐브샛 2개가 포함되어 있어 입항 [91]및 착륙 시 InSight에서 지구로 추가 중계 통신을 제공합니다.이것은 CubeSats의 깊은 우주에서의 첫 비행이다.미션 큐브샛 기술은 MarCO(Mars Cube One)라고 불리며, 각각은 6개의 유닛 큐브샛으로, 14.4인치 × 9.5인치 × 4.6인치(37cm × 24cm × 12cm)이다.MarCo는 InSight 미션을 위해 필요하지 않은 실험이지만, 중요한 시간 동안(이 경우 InSight 대기권 진입 시점부터 착륙 시점까지) 우주 임무에 중계 통신을 추가하는 실험입니다.

MarCO는 2018년 5월 InSight 착륙선으로 발사해 발사 후 분리한 뒤 화성으로 이동했다.분리 후, 두 우주선은 두 개의 무선 안테나와 두 개의 태양 전지판을 배치했다.고이득 X밴드 안테나는 전파를 유도하기 위한 플랫 패널입니다.MarCO는 InSight 착륙선으로부터 독립적으로 화성으로 항행하여 비행 중에 자체 항로를 조정했습니다.

2018년 [91]11월 인사이트의 진입, 하강 및 착륙(EDL) 중 착륙선은 UHF 무선 대역의 원격 측정을 상공으로 비행하는 NASA의 화성 정찰 궤도선(MRO)에 전송했다.MRO는 X 대역의 무선 주파수를 사용하여 EDL 정보를 지구로 전송하지만 다른 대역으로 전송할 경우 한 대역의 정보를 동시에 수신할 수 없습니다.몇 시간 후에 지구에 착륙 성공 여부를 확인할 수 있었기 때문에 MarCO는 착륙 [92][93][94]중 실시간 원격 측정 기술을 시연하는 기술이었다.

MarCO에서의 표시
화성 (2018년 11월 24일)
화성 (2018년 10월 2일)
지구와 달 (2018년 5월 9일)

프로그램

나노랙스

CubeSat 출시 이니셔티브

2010년에 만들어진 NASA의 CubeSat Launch [95]Initiative는 교육 기관, 비영리 단체 및 NASA 센터에 CubeSat의 발사 기회를 제공합니다.CubeSat Launch Initiative는 시작 이후 28개 기관으로부터 12개의 ElaNa 미션을 통해 46개의 CubeSat을 발사하고 66개 기관으로부터 119개의 CubeSat 미션을 선발했다.교육용 Nanosatellite(ElaNa) 미션은 다음과 같습니다.BisonSat은 부족대학에 의해 건설된 최초의 CubeSat, TJ3Sat은 고등학교에 의해 건설된 최초의 CubeSat, STMat-1은 초등학교에 의해 건설된 최초의 CubeSat이다.NASA는 매년 8월에 기회 발표를[96] 발표하며 이듬해 2월에 선정됩니다.[97]

아르테미스 1

NASA는 2015년 지구 저궤도를 넘어 큐브샛의 사용 혁신을 촉진하기 위한 대회인 큐브 퀘스트 챌린지를 시작했습니다.큐브 퀘스트 챌린지는 달 근처와 그 너머에서 고도의 조작을 할 수 있는 비행 자격을 갖춘 소형 위성을 설계, 제작, 배송한다는 도전 목표를 달성한 팀에게 총 500만 달러를 제공한다.달 궤도 또는 깊은 [98]우주에서 다양한 상을 놓고 각 팀이 경쟁합니다. 아르테미스 1호에는 2020년부터 2021년 사이에 13개의 큐브샛이 2차 탑재되어 시슬루나 우주로 발사될 예정입니다.

ESA "위성을 날려라!"

"Fly Your Satellite!"는 유럽우주국 교육청의 반복적인 큐브샛 프로그램이다.대학생은 ESA 전문가의 [99]지원을 받아 CubeSat 미션을 개발하고 구현할 수 있습니다.참여하는 학생 팀은 설계, 구축 및 테스트에서 최종적으로는 CubeSat [100]출시 및 운영 가능성에 이르는 전체 주기를 경험할 수 있습니다.Fly [101]Your Satellite!프로그램의 4번째 반복은 2022년 2월에 제안 요청을 종결했다.

캐나다 큐벳 프로젝트

캐나다 우주국은 2017년에 캐나다 큐브샛 프로젝트(CCP)를 발표했고, 2018년 5월에 참가팀이 선정되었습니다.이 프로그램은 ISS에서 발사하기 위한 큐브샛을 개발하기 위해 각 주와 준주의 한 대학 또는 대학에 자금과 지원을 제공합니다.CCP의 목적은 학생들에게 우주 산업에서의 직접적인 경험을 제공하는 동시에 우주 분야에서 경력을 쌓을 준비를 하는 것이다.[102]

QB50

QB50은 저열권(90–350km)에서 멀티포인트, 현장 측정 및 재진입 연구를 위한 50개의 큐브샛으로 구성된 국제 네트워크이다.QB50은 Von Karman Institute의 이니셔티브이며, 제7 프레임워크 프로그램(FP7)의 일부로서 유럽 위원회의 자금 지원을 받고 있다.이중 유닛(2U) 큐브샛(10×10×20cm)이 개발되었으며, 한 유닛('기능' 유닛)은 일반적인 위성 기능을 제공하고 다른 유닛('과학' 유닛)은 저열권 및 재진입 연구를 위해 표준화된 센서 세트를 수용한다. 35개의 큐브샛은 전 세계 22개국 대학에서 제공될 것으로 예상된다.이들 중 4명은 미국, 4명은 중국, 4명은 프랑스, 3명은 호주, 3명은 [103]한국에서 왔다.10개의 2U 또는 3U CubeSat가 새로운 우주 기술의 궤도 내 기술 시연에 사용될 것으로 예상됩니다.

QB50 CubeSat에 대한 제안 요청(RFP)은 2012년 2월 15일에 발표되었습니다.2014년 [104]6월 19일 두 개의 "프리저" QB50 위성이 드네프르 로켓에 실려 발사되었다.CubeSat 50기는 모두 2016년 [105]2월에 사이클론-4 한 대의 발사체로 함께 발사될 예정이었으나, 발사체를 이용할 수 없어 2017년 4월 18일 36기의 위성이 시그너스 CRS OA-7에 실려 발사되고 이후 [106][107]ISS에서 배치되었다.2017년 [108][needs update]5월 PSLV-XL C38 미션에서 12개의 다른 CubeSats가 나타났습니다.

기동 및 도입

ISC 코스모트라스에서 발사된 드네프르 로켓

실제 크기의 우주선과 달리 큐브샛은 화물로 우주에 배달된 후 국제우주정거장에 의해 배치되는 능력을 가지고 있다.이는 발사체에 의한 발사 및 전개와는 별개로 궤도를 달성하는 대체 방법을 제시한다.나노락스와 메이드 인 스페이스는 국제우주정거장에 [109]큐브샛을 건설하기 위한 수단을 개발하고 있다.

현재 출시 시스템

NASA의 CubeSat Launch Initiative는 2016년 이전 몇 년 동안 46개 이상의 CubeSats를 ElaNa 임무에 발사했으며, 그 시점까지 57개가 비행을 위해 나타났다.[110]큐브샛이 아무리 저렴하거나 다재다능한 것이라도,[111] 2015년 기준으로 약 10만 달러부터 시작하는 훨씬 더 큰 우주선을 발사하는 대형 로켓의 보조 탑재물로서 탑승을 해야 한다.CubeSats는 P-POD 및 유사한 배포 시스템에 의해 배포되기 때문에 거의 모든 발사체에 통합되고 발사될 수 있습니다.그러나 일부 론칭 서비스 제공업체는 모든 론칭이든 특정 론칭이든 CubeSats 론칭을 거부합니다. 2015년 현재 ILS와 Sea [112]Launch가 두 가지 예입니다.

스페이스X와[113][114] 일본유인우주시스템공사(JAMS)[115][116]는 최근 큐브샛의 상용 발사 서비스를 2차 페이로드로 제공하고 있지만 아직 발사 잔량이 남아 있다.또한 인도의 ISRO는 2009년부터 2차 페이로드로 외국산 큐브샛을 상업적으로 출시하고 있다.2017년 2월 15일 ISRO는 다양한 해외 기업 ISC 코스모트라스(Kosmotras)를 위해 103개의 CubeSats를 북극위성발사체에 탑재하여 세계기록을 세웠고, Eurockot도 CubeSats의 [118]출시 서비스를 제공하고 있다.스페이스X는 2021년 143대의 우주선을 싣고 궤도를 도는 트랜스포터-1(우주비행)으로 이 기록을 깼다.Rocket Lab은 뉴질랜드에서 [119]전자제품으로 CubeSats를 출시하는 것을 전문으로 합니다.

향후 및 제안된 출시 시스템

2015년 5월 5일, NASA는 케네디 우주 센터에 기반을 둔 프로그램을 발표했는데, 이는 초소형 인공위성을 발사하도록 특별히 설계된 새로운 종류의 로켓인 NASA 벤처 클래스 발사 서비스(VCLS)[111][120][121]를 개발하기 위한 것으로, [120][122]각 발사대에 30kg에서 60kg의 페이로드 질량을 제공할 것이다.5개월 후인 2015년 10월, NASA는 3개의 개별 스타트업 발사 회사에 각각 1회 비행에 대해 총 1,710만 달러를 지급했다: Rocket Lab (Electron 로켓)에 690만 달러, Firefly Space Systems (Alpha 로켓)에 550만 달러, Virgin Galactic (Rauncherone 로켓)[123]에 470만 달러.VCLS 계약에 따른 세 비행기의 탑재량은 아직 [123]할당되지 않았다.다른 작은 위성 발사 시스템은 큐브샛을 작은 적재물과 함께 운반할 수 있도록 개발 중에 있는데, 여기에는 인터오비탈 시스템즈의 넵튠 시리즈 로켓, 가비 우주선의 나노샛 발사체,[124] 그리고 SPARK 로켓이 포함된다.KSF Space와 같은 기존 발사체 및 발사 촉진기 외에도 스위스 우주 시스템, 제너레이션 오비트 발사 서비스, 보잉(Small Launch Vehicle)이 여러 항공 발사를 진행하고 있습니다.

구조, 추진력, 재료, 컴퓨팅 및 통신, 전력, 그리고 추가적인 특정 기기 또는 측정 장치와 같은 CubeSat의 많은 특징 또는 특성은 지구 [125]궤도를 넘어서는 CubeSat 기술의 사용 확대에 도전합니다.이러한 도전은 지난 10년 동안 국제 기구들에 의해 점점 더 고려되어 왔습니다. 예를 들어, NASA와 제트 추진 연구소가 2012년에 제안한, 인스피어 우주선은 딥 스페이스 [126]큐브샛의 운영 능력을 증명하기 위해 설계된 우주선에 대한 최초의 시도입니다.발사일은 [127]2014년으로 예상됐지만 아직 발사되지 않았으며 현재 NASA는 [126]TBD로 표기하고 있다.

도입

통합 및 출시 전 P-POD 옆에 있는 CSSWE

P-POD(Poly-PicoSatellite Orbital Deployers)는 2차 [24]페이로드에 공통 플랫폼을 제공하기 위해 CubeSats와 함께 설계되었습니다.P-POD는 발사체에 장착돼 큐브샛을 궤도에 올려놓고 발사체로부터 적절한 신호가 수신되면 배치한다.P-POD Mk III에는 3개의 1U CubeSat 또는 기타 0.5U, 1.5U, 2U 또는 3U CubeSat 조합에 대한 용량이 [128]최대 3U까지 있습니다. 기타 CubeSat 배포자는 NanoCubeSat(DNNanoCubeSat 배포자)와 함께 있습니다.일부 CubeSat 배포자는 ISIPOD(Innovative Solutions In Space BV) 또는 SPL(Astro und Feinwerktechnik Adlersh of GmbH)과 같은 기업에서 만든 것이며, 일부는 정부 또는 기타 비영리 기관(토론토의 대학교)에서 만든 것입니다.e [129]스테이션P-POD는 최대 3U CubeSat를 시작할 수 있지만 NRCSD는 6U(10cm × 10cm × 68.1cm) CubeSat을 시작할 수 있으며 ISIPOD는 다른 형태의 6U CubeSat(34cm × 22.8인치)를 시작할 수 있습니다.

거의 모든 큐브샛은 발사체나 국제우주정거장에서 배치되지만, 일부는 1차 페이로드 자체에 의해 배치된다.예를 들어 FASTSAT는 3U CubeSat인 NanoSail-D2를 배포했습니다.이것은, Antares 로켓의 첫 비행에서 발사된 1차 탑재물로서 Cygnus Mass Simulator로 다시 행해졌고, 4개의 큐브샛을 실어나르고 나중에 배치되었다.지구 궤도를 벗어난 CubeSat 어플리케이션의 경우, 1차 페이로드에서 위성을 배치하는 방법도 채택될 예정이다.11개의 큐브샛은 아르테미스 1호에서 발사되어 달 근처에 배치될 예정이다.화성 착륙선 인사이트는 또한 큐브샛을 지구 궤도 너머로 가져와 중계 통신 위성으로 사용했다.MarCO A와 B로 알려진 그것들은 지구-달 시스템 너머로 보내진 최초의 큐브샛입니다.

2014년 국제우주정거장에서 우주유영 중 손으로 배치됐을 때 독특한 배치 과정을 목격했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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