CubeSat

CubeSat, 10×10×10 cm ölçüsünde bir küp (1U) esas alınarak modüler olarak birleştirilen ve her birimi en fazla 2 kg gelen standartlaştırılmış minyatür uydudur. Düşük maliyeti sayesinde üniversiteler, küçük şirketler ve gelişmekte olan ülkeler de uzaya uydu gönderebilir.

Nasıl işler?

Standart boyut, fırlatma işini kolaylaştırır. CubeSat'ler fırlatma aracında, uydu serbest bırakan yaylı kutulara (P-POD gibi deploy sistemlerine) yerleştirilir; roket yörüngeye çıkınca kapak açılır ve uydu yaylı itmeyle dışarı çıkar. Aynı roket onlarca küçük uyduyu birden taşıyabilir. Birimler 1U, 3U, 6U, 12U gibi birleştirilir.

Bu kadar küçük bir gövdede güneş panelleri, bataryalar, bilgisayar, radyo ve yönelim sistemi bulunur. Pek çok parça sıradan elektronik bileşenlerden uyarlanır; çok sınırlı güç, haberleşme hızı ve itki, tasarımın başlıca kısıtlarıdır. Çoğu CubeSat alçak yörüngede birkaç yıl dolanır, sonra atmosferde yanar. Gelişmiş modeller küçük itici motorlar, ışık yelkenleri ya da yönelim tekerlekleri taşır.

Örnekler

Mayıs 2018'de InSight'ı Mars'a götüren roketin yanında iki adet 6U CubeSat (MarCO) başka bir gezegene uçan ilk CubeSat'ler oldu. Kasım 2018'de InSight'ın inişi sırasında bu küçük uydular, iniş verisini neredeyse gerçek zamanlı Yer'e aktardı. Artemis I görevi (2022) on CubeSat'i Ay yolculuğuna çıkardı. Planet Labs, yüzlerce 3U "Dove" uydusuyla Yer yüzeyini görüntüler. Türkiye'de İstanbul Teknik Üniversitesi'nin ITUpSAT1 uydusu, 2009'da fırlatılan ilk Türk CubeSat'idir.

Bir CubeSat'in tasarımında bazı özel hileler vardır. Küçük gövdeye yeterli güç üretmek için açılır panel kanatları kullanılır; bu paneller fırlatma sırasında kapalı tutulur, serbest bırakılınca açılır. Yönelim için manyetik bobinler Yer'in manyetik alanıyla etkileşerek uyduyu döndürür ve hiçbir yakıt harcamaz. Haberleşme çoğu zaman amatör radyo bantlarında yapılır, bu yüzden dünya genelindeki radyo amatörleri uydunun sinyalini dinleyip veriyi paylaşabilir. Bu, projeyi topluluklar için erişilebilir kılar. Bununla birlikte her uydunun frekans izni ve yörünge bilgileri uluslararası kayıtlara bildirilmelidir.

Maliyetin yalnız uydunun kendisi olmadığına da dikkat etmek gerekir: fırlatma, yer istasyonu ve işletme ekibi de gider kalemidir. Yine de bir CubeSat projesi, klasik bir uyduya göre çok daha düşük bir bütçeyle yürütülebilir. Öğrenciler tasarımdan yörünge işletimine kadar bütün aşamayı deneyimleyebilir, bu da mühendis yetiştirme açısından değerlidir.

Tarihçe

Fikri 1999'da Kaliforniya Politeknik Eyalet Üniversitesi'nden Jordi Puig-Suari ve Stanford'dan Bob Twiggs geliştirdi. Amaç, öğrencilerin kısa sürede uzay mühendisliği deneyimi kazanmasıydı. İlk CubeSat'ler 30 Haziran 2003'te Rusya'daki Plesetsk'ten Rokot roketiyle fırlatıldı. Bundan sonra yüzlerce, sonra binlerce CubeSat gönderildi. Bugün üniversitelerin yanında NASA, ESA ve özel şirketler de CubeSat kullanıyor.

Yeni nesil CubeSat'ler artık yalnız eğitim aracı değildir; Güneş fırtınalarını izleyen, Yer'in enerji dengesini ölçen ve derin uzaya giden ciddi bilim görevleri de vardır.

Neden önemli?

CubeSat'ler uzay erişimini demokratikleştirdi: klasik bir uydu yüz milyonlarca dolara mal olurken CubeSat bunun küçük bir kesrine yapılabilir. Yeni teknolojilerin yörüngede denenmesi, bilimsel ölçümler, Yer gözlemi ve haberleşme için çevik bir araçtır. Eksik yönleri de var: küçük açıklık, kısa ömür ve sınırlı güç nedeniyle büyük bilimsel görevlerin yerini alamaz. Ayrıca çok sayıda küçük uydu, enkaz yönetimi sorumluluğunu artırır.

İlgili terimler

• Takımuydu (konstelasyon)
• Alçak Yer yörüngesi
• Küçük uydu
• Uzay enkazı
• Telemetri