Un CubeSat es una clase de satélite pequeño con un factor de forma de cubos de 10 cm (3,9 pulgadas). [1] Los CubeSats tienen una masa de no más de 2 kg (4,4 lb) por unidad, [2] y a menudo utilizan componentes comerciales listos para usar (COTS) para su electrónica y estructura. Los CubeSats se despliegan en órbita desde la Estación Espacial Internacional o se lanzan como cargas útiles secundarias en un vehículo de lanzamiento . [3] A diciembre de 2023 [actualizar], se han lanzado más de 2300 CubeSats. [4]
En 1999, el profesor de la Universidad Politécnica Estatal de California (Cal Poly) Jordi Puig-Suari y Bob Twiggs , profesor del Laboratorio de Desarrollo de Sistemas Espaciales de la Universidad de Stanford , desarrollaron las especificaciones de CubeSat para promover y desarrollar las habilidades necesarias para el diseño, la fabricación y las pruebas de pequeños satélites destinados a la órbita terrestre baja (LEO) que realizan investigaciones científicas y exploran nuevas tecnologías espaciales. El mundo académico representó la mayoría de los lanzamientos de CubeSat hasta 2013, cuando más de la mitad de los lanzamientos fueron con fines no académicos, y en 2014 la mayoría de los CubeSat recién desplegados fueron para proyectos comerciales o amateurs. [3]
Las funciones suelen implicar experimentos que se pueden miniaturizar o que sirven para fines como la observación de la Tierra o la radioafición . Los CubeSats se emplean para demostrar tecnologías de naves espaciales destinadas a satélites pequeños o que presentan una viabilidad cuestionable y es poco probable que justifiquen el costo de un satélite más grande. Los experimentos científicos con una teoría subyacente no probada también pueden encontrarse a bordo de CubeSats porque su bajo costo puede justificar mayores riesgos. Se han volado cargas útiles de investigación biológica en varias misiones, y se planean más. [6] Varias misiones a la Luna y más allá están planeando utilizar CubeSats. [7] Los primeros CubeSats en el espacio profundo volaron en la misión MarCO , donde se lanzaron dos CubeSats hacia Marte en mayo de 2018 junto con la exitosa misión InSight . [8]
Algunos CubeSats se han convertido en los primeros satélites de la historia de los países , lanzados por universidades, empresas estatales o privadas. La base de datos de nanosatélites y CubeSats, que permite realizar búsquedas, enumera más de 4000 CubeSats que se han lanzado o se planea lanzar desde 1998. [4]
Los profesores Jordi Puig-Suari de la Universidad Politécnica Estatal de California y Bob Twiggs de la Universidad de Stanford propusieron el diseño de referencia CubeSat en 1999 [9] [10] : 159 con el objetivo de permitir a los estudiantes de posgrado diseñar, construir, probar y operar en el espacio una nave espacial con capacidades similares a las de la primera nave espacial, Sputnik . El CubeSat, como se propuso inicialmente, no se propuso convertirse en un estándar; más bien, se convirtió en un estándar con el tiempo mediante un proceso de surgimiento . Los primeros CubeSat se lanzaron en junio de 2003 en un Eurockot ruso , y aproximadamente 75 CubeSats habían entrado en órbita en 2012. [11]
La necesidad de un satélite de factor tan pequeño se hizo evidente en 1998 como resultado del trabajo realizado en el Laboratorio de Desarrollo de Sistemas Espaciales de la Universidad de Stanford. En el SSDL, los estudiantes habían estado trabajando en el microsatélite OPAL (Orbiting Picosatellite Automatic Launcher) desde 1995. La misión de OPAL de desplegar " picosatélites " secundarios había dado como resultado el desarrollo de un sistema de lanzamiento que era "irremediablemente complicado" y que solo podía funcionar "la mayor parte del tiempo". Con los retrasos del proyecto en aumento, Twiggs buscó financiación de la DARPA que dio como resultado el rediseño del mecanismo de lanzamiento en un concepto simple de placa de empuje con los satélites sujetos en su lugar por una puerta accionada por resorte. [10] : 151–157
Con el deseo de acortar el ciclo de desarrollo experimentado en OPAL e inspirado por los picosatélites que OPAL transportaba, Twiggs se propuso encontrar "cuánto se podría reducir el tamaño y aún así tener un satélite práctico". Los picosatélites en OPAL tenían 10,1 cm × 7,6 cm × 2,5 cm (4 pulgadas × 3 pulgadas × 1 pulgada), un tamaño que no era propicio para cubrir todos los lados de la nave espacial con células solares. Inspirado por una caja de plástico cúbica de 4 pulgadas (10 cm) que se usaba para exhibir Beanie Babies en las tiendas, [6] Twiggs se decidió primero por el cubo más grande de diez centímetros como guía para el nuevo concepto de CubeSat. Se desarrolló un modelo de un lanzador para el nuevo satélite utilizando el mismo concepto de placa de empuje que se había utilizado en el lanzador OPAL modificado. Twiggs presentó la idea a Puig-Suari en el verano de 1999 y luego en la conferencia del Programa de Ciencia, Tecnología y Aplicaciones Espaciales Japón-Estados Unidos (JUSTSAP) en noviembre de 1999. [10] : 157–159
El término "CubeSat" fue acuñado para designar a los nanosatélites que se adhieren a los estándares descritos en la especificación de diseño de CubeSat. Cal Poly publicó el estándar en un esfuerzo liderado por el profesor de ingeniería aeroespacial Jordi Puig-Suari. [12] Bob Twiggs , del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad de Stanford, y actualmente miembro de la facultad de ciencias espaciales de la Universidad Estatal de Morehead en Kentucky, ha contribuido a la comunidad CubeSat. [13] Sus esfuerzos se han centrado en CubeSats de instituciones educativas. [14] La especificación no se aplica a otros nanosatélites con forma de cubo, como el nanosatélite "MEPSI" de la NASA, que es ligeramente más grande que un CubeSat. GeneSat-1 fue el primer experimento de vuelo espacial biológico autónomo y totalmente automatizado de la NASA en un satélite de su tamaño. También fue el primer CubeSat lanzado desde Estados Unidos. Este trabajo, dirigido por John Hines en NASA Ames Research, se convirtió en el catalizador de todo el programa CubeSat de la NASA. [15]
En 2017, este esfuerzo de estandarización condujo a la publicación de la norma ISO 17770:2017 por parte de la Organización Internacional de Normalización . [16] Esta norma define las especificaciones para los CubeSats, incluidos sus requisitos físicos, mecánicos, eléctricos y operativos. [17] También proporciona una especificación para la interfaz entre el CubeSat y su vehículo de lanzamiento, que enumera las capacidades necesarias para sobrevivir a las condiciones ambientales durante y después del lanzamiento y describe la interfaz de despliegue estándar utilizada para liberar los satélites. El desarrollo de estándares compartidos por una gran cantidad de naves espaciales contribuye a una reducción significativa en el tiempo de desarrollo y el costo de las misiones CubeSat.
La especificación CubeSat logra varios objetivos de alto nivel. La razón principal para miniaturizar los satélites es reducir el costo de implementación: a menudo son adecuados para lanzamientos múltiples, utilizando el exceso de capacidad de los vehículos de lanzamiento más grandes. El diseño CubeSat minimiza específicamente el riesgo para el resto del vehículo de lanzamiento y las cargas útiles. La encapsulación de la interfaz lanzador- carga útil elimina la cantidad de trabajo que antes se requería para acoplar un satélite piggyback con su lanzador. La unificación entre cargas útiles y lanzadores permite intercambios rápidos de cargas útiles y el uso de oportunidades de lanzamiento con poca antelación.
Los CubeSats estándar están compuestos por unidades de 10 cm × 10 cm × 11,35 cm (3,94 in × 3,94 in × 4,47 in) diseñadas para proporcionar 10 cm × 10 cm × 10 cm (3,9 in × 3,9 in × 3,9 in) o 1 L (0,22 imp gal; 0,26 US gal) de volumen útil, y cada unidad no pesa más de 2 kg (4,4 lb). [2] El tamaño estándar más pequeño es 1U, que consta de una sola unidad, mientras que el factor de forma más común fue el 3U, que comprendía más del 40% de todos los nanosatélites lanzados hasta la fecha. [18] [19] Los factores de forma más grandes, como el 6U y el 12U, están compuestos por 3U apilados uno al lado del otro. [2] En 2014 se lanzaron dos CubeSats Perseus-M de 6U para vigilancia marítima, los más grandes hasta el momento. En 2018, la misión Mars Cube One (MarCO) lanzó dos CubeSats de 6U hacia Marte. [20] [21]
También existen factores de forma más pequeños y no estándar; Aerospace Corporation ha construido y lanzado dos CubeSats de formato más pequeño de 0,5U para medición de radiación y demostración tecnológica, [22] mientras que Swarm Technologies ha construido y desplegado una constelación de más de cien CubeSats de 0,25U para servicios de comunicación de IoT . [23] [24]
Dado que casi todos los CubeSats miden 10 cm × 10 cm (3,9 pulgadas × 3,9 pulgadas) (independientemente de la longitud), todos pueden lanzarse y desplegarse utilizando un sistema de despliegue común llamado Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD), desarrollado y construido por Cal Poly. [25]
La especificación de diseño de CubeSat no especifica ni exige factores de forma de electrónica ni protocolos de comunicación, pero el hardware COTS ha utilizado de forma constante ciertas características que muchos tratan como estándares en la electrónica de CubeSat. La mayoría de los COTS y la electrónica diseñada a medida se ajustan a la forma de PC/104 , que no fue diseñada para CubeSats pero presenta un perfil de 90 mm × 96 mm (3,5 in × 3,8 in) que permite ocupar la mayor parte del volumen de la nave espacial. Técnicamente, la forma PCI-104 es la variante de PC/104 utilizada [26] y la distribución de pines real utilizada no refleja la distribución de pines especificada en el estándar PCI-104. Los conectores apilados en las placas permiten un montaje y una interfaz eléctrica sencillos y la mayoría de los fabricantes de hardware electrónico de CubeSat se adhieren a la misma disposición de señales, pero algunos productos no lo hacen, por lo que se debe tener cuidado para garantizar una disposición de señales y energía consistente para evitar daños. [27]
Se debe tener cuidado en la selección de la electrónica para garantizar que los dispositivos puedan tolerar la radiación presente. Para órbitas terrestres muy bajas (LEO) en las que la reentrada atmosférica ocurriría en solo días o semanas, la radiación se puede ignorar en gran medida y se pueden utilizar dispositivos electrónicos de consumo estándar. Los dispositivos electrónicos de consumo pueden sobrevivir a la radiación LEO durante ese tiempo, ya que la probabilidad de una alteración de un solo evento (SEU) es muy baja. Las naves espaciales en una órbita terrestre baja sostenida que dura meses o años están en riesgo y solo vuelan hardware diseñado y probado en entornos irradiados. Las misiones más allá de la órbita terrestre baja o que permanecerían en la órbita terrestre baja durante muchos años deben utilizar dispositivos reforzados contra la radiación . [28] Se hacen consideraciones adicionales para el funcionamiento en alto vacío debido a los efectos de la sublimación , la desgasificación y los bigotes metálicos , que pueden provocar el fracaso de la misión. [29]
El número de unidades unidas clasifica el tamaño de los CubeSats y, de acuerdo con la Especificación de diseño de CubeSat, son escalables a lo largo de un solo eje para adaptarse a las formas de 0,5U, 1U, 1,5U, 2U o 3U. Se han construido y lanzado todos los tamaños estándar de CubeSat, y representan los factores de forma de casi todos los CubeSat lanzados a partir de 2015. [30] Los materiales utilizados en la estructura deben presentar el mismo coeficiente de expansión térmica que el desplegador para evitar atascos. Específicamente, los materiales permitidos son cuatro aleaciones de aluminio: 7075 , 6061 , 5005 y 5052. El aluminio utilizado en la estructura que entra en contacto con el P-POD debe estar anodizado para evitar la soldadura en frío , y se pueden usar otros materiales para la estructura si se obtiene una exención. [19] Más allá de la soldadura en frío, se tiene más en cuenta la selección de materiales, ya que no todos los materiales se pueden utilizar en vacío . Las estructuras a menudo cuentan con amortiguadores suaves en cada extremo, generalmente hechos de goma, para disminuir los efectos del impacto de otros CubeSats en el P-POD.
Las especificaciones estándar permiten salientes que superen las dimensiones máximas, hasta un máximo de 6,5 mm (0,26 pulgadas) más allá de cada lado. Los salientes no deben interferir con los rieles de despliegue y suelen estar ocupados por antenas y paneles solares. En la Revisión 13 de la Especificación de diseño de CubeSat se definió un volumen adicional disponible para su uso en proyectos 3U. El volumen adicional es posible gracias al espacio que normalmente se desperdicia en el mecanismo de resorte del P-POD Mk III. Los CubeSat 3U que utilizan el espacio se denominan 3U+ y pueden colocar componentes en un volumen cilíndrico centrado en un extremo del CubeSat. El espacio cilíndrico tiene un diámetro máximo de 6,4 cm (2,5 pulgadas) y una altura no mayor de 3,6 cm (1,4 pulgadas), sin permitir ningún aumento de masa más allá del máximo de 4 kg (8,8 lb) de 3U. Los sistemas de propulsión y las antenas son los componentes más comunes que pueden requerir un volumen adicional, aunque a veces la carga útil se extiende hasta ese volumen. Las desviaciones de los requisitos de dimensión y masa pueden obviarse tras la solicitud y negociación con el proveedor de servicios de lanzamiento . [19]
Las estructuras de los CubeSat no tienen los mismos problemas de resistencia que los satélites más grandes, ya que tienen el beneficio adicional de que el implementador los sostiene estructuralmente durante el lanzamiento. [31] Aún así, algunos CubeSats se someterán a un análisis de vibración o un análisis estructural para garantizar que los componentes no soportados por el P-POD permanezcan estructuralmente sólidos durante todo el lanzamiento. [32] A pesar de que rara vez se someten al análisis que se realiza con los satélites más grandes, los CubeSats rara vez fallan debido a problemas mecánicos. [33]
Al igual que los satélites más grandes, los CubeSats suelen contar con varias computadoras que manejan diferentes tareas en paralelo, incluido el control de actitud (orientación), la administración de energía, el funcionamiento de la carga útil y las tareas de control primario. Los sistemas de control de actitud COTS generalmente incluyen su propia computadora, al igual que los sistemas de administración de energía. Las cargas útiles deben poder interactuar con la computadora principal para ser útiles, lo que a veces requiere el uso de otra computadora pequeña. Esto puede deberse a limitaciones en la capacidad de la computadora principal para controlar la carga útil con protocolos de comunicación limitados, para evitar la sobrecarga de la computadora principal con el manejo de datos sin procesar o para garantizar que la operación de la carga útil continúe sin interrupciones por otras necesidades informáticas de la nave espacial, como la comunicación. Aún así, la computadora principal puede usarse para tareas relacionadas con la carga útil, que pueden incluir procesamiento de imágenes , análisis de datos y compresión de datos . Las tareas que la computadora principal generalmente maneja incluyen la delegación de tareas a las otras computadoras, control de actitud, cálculos para maniobras orbitales , programación y activación de componentes de control térmico activo. Las computadoras CubeSat son muy susceptibles a la radiación y los fabricantes tomarán medidas especiales para garantizar un funcionamiento adecuado en la alta radiación del espacio, como el uso de RAM ECC . Algunos satélites pueden incorporar redundancia mediante la implementación de múltiples computadoras principales; esto podría hacerse en misiones valiosas para reducir el riesgo de falla de la misión. Se han utilizado teléfonos inteligentes de consumo para la computación en algunos CubeSats, como los PhoneSats de la NASA .
El control de actitud (orientación) de los CubeSats se basa en la miniaturización de la tecnología sin una degradación significativa del rendimiento. El volteo ocurre típicamente tan pronto como se despliega un CubeSat, debido a las fuerzas de despliegue asimétricas y al choque con otros CubeSats. Algunos CubeSats funcionan normalmente mientras giran, pero aquellos que requieren apuntar en una dirección determinada o no pueden funcionar de manera segura mientras giran, deben ser desvolteados. Los sistemas que realizan la determinación y el control de la actitud incluyen ruedas de reacción , magnetorquers , propulsores, rastreadores de estrellas , sensores solares , sensores terrestres, sensores de velocidad angular y receptores y antenas GPS . Por lo general, se ven combinaciones de estos sistemas para aprovechar las ventajas de cada método y mitigar sus deficiencias. Las ruedas de reacción se utilizan comúnmente por su capacidad de impartir momentos relativamente grandes para cualquier entrada de energía dada, pero la utilidad de la rueda de reacción es limitada debido a la saturación, el punto en el que una rueda no puede girar más rápido. Ejemplos de ruedas de reacción de CubeSat incluyen el Maryland Aerospace MAI-101 [34] y el Sinclair Interplanetary RW-0.03-4. [35] Las ruedas de reacción pueden desaturarse con el uso de propulsores o magnetorresistencias. Los propulsores pueden proporcionar grandes momentos impartiendo un par en la nave espacial, pero las ineficiencias en los sistemas de propulsión pequeños hacen que los propulsores se queden sin combustible rápidamente. Comúnmente se encuentran en casi todos los CubeSats los magnetorresistencias que hacen pasar electricidad a través de una bobina para aprovechar el campo magnético de la Tierra para producir un momento de giro . Los módulos de control de actitud y los paneles solares suelen tener magnetorresistencias incorporadas. Para los CubeSats que solo necesitan desviar la trayectoria, no es necesario ningún método de determinación de actitud más allá de un sensor de velocidad angular o un giroscopio electrónico .
Apuntar en una dirección específica es necesario para la observación de la Tierra, las maniobras orbitales, la maximización de la energía solar y algunos instrumentos científicos. La precisión de la orientación direccional se puede lograr detectando la Tierra y su horizonte, el Sol o estrellas específicas. El sensor solar SS-411 de Sinclair Interplanetary [36] y el rastreador de estrellas ST-16 [37] tienen aplicaciones para CubeSats y tienen experiencia en vuelo. El Colony I Bus de Pumpkin utiliza un ala aerodinámica para la estabilización pasiva de la actitud. [38] La determinación de la ubicación de un CubeSat se puede realizar mediante el uso de GPS a bordo, que es relativamente caro para un CubeSat, o retransmitiendo datos de seguimiento de radar a la nave desde sistemas de seguimiento basados en la Tierra.
La propulsión de CubeSat ha avanzado rápidamente en: gas frío , propulsión química , propulsión eléctrica y velas solares . El mayor desafío con la propulsión de CubeSat es prevenir el riesgo para el vehículo de lanzamiento y su carga útil principal al mismo tiempo que proporciona una capacidad significativa. [39] Los componentes y métodos que se utilizan comúnmente en satélites más grandes están prohibidos o limitados, y la Especificación de diseño de CubeSat (CDS) requiere una exención para la presurización por encima de 1,2 atm (120 kPa), más de 100 Wh de energía química almacenada y materiales peligrosos. [19] Esas restricciones plantean grandes desafíos para los sistemas de propulsión de CubeSat, ya que los sistemas de propulsión espacial típicos utilizan combinaciones de altas presiones, altas densidades de energía y materiales peligrosos. Más allá de las restricciones establecidas por los proveedores de servicios de lanzamiento , varios desafíos técnicos reducen aún más la utilidad de la propulsión de CubeSat. El empuje cardánico no se puede utilizar en motores pequeños debido a la complejidad de los mecanismos cardánicos, la vectorización del empuje debe lograrse empujando asimétricamente en sistemas de propulsión de múltiples boquillas o cambiando el centro de masa en relación con la geometría del CubeSat con componentes accionados. [40] Los motores pequeños también pueden no tener espacio para métodos de estrangulamiento que permitan un empuje menor que el máximo, lo que es importante para maniobras de precisión como el encuentro . [41] Los CubeSats que requieren una vida útil más larga también se benefician de los sistemas de propulsión; cuando se usa para mantener la órbita, un sistema de propulsión puede ralentizar la descomposición orbital .
Un propulsor de gas frío normalmente almacena gas inerte , como nitrógeno , en un tanque presurizado y libera el gas a través de una boquilla para producir empuje. La operación es manejada por una sola válvula en la mayoría de los sistemas, lo que hace que el gas frío sea la tecnología de propulsión útil más simple. [42] Los sistemas de propulsión de gas frío pueden ser muy seguros ya que los gases utilizados no tienen que ser volátiles o corrosivos , aunque algunos sistemas optan por presentar gases peligrosos como el dióxido de azufre . [43] Esta capacidad de usar gases inertes es muy ventajosa para los CubeSats, ya que generalmente están restringidos de materiales peligrosos. Solo se puede lograr un bajo rendimiento con ellos, [42] evitando maniobras de alto impulso incluso en CubeSats de baja masa. Debido a este bajo rendimiento, su uso en CubeSats para propulsión principal es limitado y los diseñadores eligen sistemas de mayor eficiencia con solo pequeños aumentos en la complejidad. Los sistemas de gas frío se utilizan con mayor frecuencia en el control de actitud de CubeSat.
Los sistemas de propulsión química utilizan una reacción química para producir un gas de alta presión y alta temperatura que se acelera al salir de una boquilla . El propulsor químico puede ser líquido, sólido o un híbrido de ambos. Los propulsores líquidos pueden ser un monopropulsor que pasa a través de un catalizador o un bipropulsor que quema un oxidante y un combustible . Los beneficios de los monopropulsores son una salida de empuje relativamente baja/alto, bajos requisitos de energía y alta confiabilidad. Los motores monopropulsores tienden a tener un alto empuje mientras siguen siendo comparativamente simples, lo que también proporciona alta confiabilidad. Estos motores son prácticos para CubeSats debido a sus bajos requisitos de energía y porque su simplicidad les permite ser muy pequeños. Se han desarrollado pequeños motores alimentados con hidracina , [44] pero pueden requerir una exención para volar debido a las restricciones sobre productos químicos peligrosos establecidas en la Especificación de diseño de CubeSat. [19] Se están desarrollando propelentes químicos más seguros que no requerirían exenciones químicas peligrosas, como el AF-M315 ( nitrato de hidroxilamonio ) para el cual se están diseñando o se han diseñado motores. [44] [45] Un "propulsor de electrólisis de agua" es técnicamente un sistema de propulsión química, ya que quema hidrógeno y oxígeno que genera mediante electrólisis de agua en órbita . [46]
La propulsión eléctrica de CubeSat generalmente utiliza energía eléctrica para acelerar el propulsor a alta velocidad, lo que da como resultado un alto impulso específico . Muchas de estas tecnologías se pueden hacer lo suficientemente pequeñas para su uso en nanosatélites, y varios métodos están en desarrollo. Los tipos de propulsión eléctrica que se están diseñando actualmente para su uso en CubeSats incluyen propulsores de efecto Hall , [47] propulsores de iones , [48] propulsores de plasma pulsado , [49] propulsores de electrospray , [50] y resistojets . [51] Varias misiones CubeSat notables planean usar propulsión eléctrica, como Lunar IceCube de la NASA . [52] La alta eficiencia asociada con la propulsión eléctrica podría permitir que los CubeSats se propulsen a Marte. [53] Los sistemas de propulsión eléctrica tienen desventajas en su uso de energía, lo que requiere que el CubeSat tenga células solares más grandes, una distribución de energía más complicada y, a menudo, baterías más grandes. Además, muchos métodos de propulsión eléctrica aún pueden requerir tanques presurizados para almacenar propulsor, lo cual está restringido por la Especificación de Diseño de CubeSat.
El ESTCube-1 utilizó una vela eléctrica solar-eólica , que se basa en un campo electromagnético para actuar como vela en lugar de un material sólido. Esta tecnología utilizó un campo eléctrico para desviar protones del viento solar y producir empuje. Es similar a una atadura electrodinámica en el sentido de que la nave solo necesita suministrar electricidad para funcionar.
Las velas solares (también llamadas velas de luz o velas de fotones) son una forma de propulsión de naves espaciales que utiliza la presión de radiación (también llamada presión solar) de las estrellas para impulsar grandes espejos ultradelgados a altas velocidades, sin necesidad de propulsor. La fuerza de una vela solar se escala con el área de la vela, esto hace que las velas sean muy adecuadas para su uso en CubeSats, ya que su pequeña masa da como resultado una mayor aceleración para un área determinada de vela solar. Sin embargo, las velas solares aún deben ser bastante grandes en comparación con el satélite, lo que significa que deben desplegarse velas solares útiles, lo que agrega complejidad mecánica y una fuente potencial de falla. Este método de propulsión es el único que no está plagado de restricciones establecidas por la Especificación de diseño de CubeSat, ya que no requiere altas presiones, materiales peligrosos o energía química significativa. Un pequeño número de CubeSats han empleado una vela solar como su principal propulsión y estabilidad en el espacio profundo, incluido el 3U NanoSail-D2 lanzado en 2010 y el LightSail-1 en mayo de 2015.
LightSail-2 se desplegó con éxito en un cohete Falcon Heavy en 2019, [54] [55] mientras que un CubeSat que estaba previsto que se lanzara en el primer vuelo del Sistema de Lanzamiento Espacial ( Artemis 1 ) en noviembre de 2022 iba a utilizar una vela solar: el Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout). [56] El CubeSat se declaró perdido cuando las comunicaciones no se establecieron en 2 días. [57]
Los CubeSats utilizan células solares para convertir la luz solar en electricidad que luego se almacena en baterías de iones de litio recargables que proporcionan energía durante los eclipses y durante las horas pico de carga. [58] Estos satélites tienen una superficie limitada en sus paredes externas para el ensamblaje de las células solares, y deben compartirse de manera efectiva con otras partes, como antenas, sensores ópticos, lentes de cámara, sistemas de propulsión y puertos de acceso. Las baterías de iones de litio tienen una alta relación energía-masa, lo que las hace muy adecuadas para su uso en naves espaciales con masa restringida. La carga y descarga de la batería generalmente se maneja mediante un sistema de energía eléctrica (EPS) dedicado. Las baterías a veces cuentan con calentadores [59] para evitar que la batería alcance temperaturas peligrosamente bajas que podrían causar fallas en la batería y la misión. [60]
La velocidad a la que se degradan las baterías depende del número de ciclos de carga y descarga, así como de la profundidad de cada descarga: cuanto mayor sea la profundidad media de descarga, más rápido se degrada la batería. En el caso de las misiones LEO, se puede esperar que el número de ciclos de descarga sea del orden de varios cientos.
Debido a las limitaciones de tamaño y peso, los CubeSats comunes que vuelan en LEO con paneles solares montados en el cuerpo han generado menos de 10 W. [61] Las misiones con mayores requisitos de energía pueden hacer uso del control de actitud para asegurar que los paneles solares permanezcan en su orientación más efectiva hacia el Sol, y se pueden satisfacer más necesidades de energía mediante la adición y orientación de paneles solares desplegables, que se pueden desplegar en un área sustancialmente más grande en órbita. Las innovaciones recientes incluyen paneles solares adicionales con resorte que se despliegan tan pronto como se suelta el satélite, así como paneles que cuentan con mecanismos de cuchilla térmica que desplegarían los paneles cuando se les ordene. Los CubeSats no pueden recibir energía entre el lanzamiento y el despliegue, y deben contar con un pin de extracción antes del vuelo que corta toda la energía para evitar el funcionamiento durante la carga en el P-POD. Además, se activa un interruptor de despliegue mientras la nave se carga en un P-POD, cortando la energía a la nave espacial y se desactiva después de salir del P-POD. [19]
El bajo costo de los CubeSats ha permitido un acceso sin precedentes al espacio para instituciones y organizaciones más pequeñas pero, para la mayoría de las formas de CubeSat, el alcance y la potencia disponible están limitados a aproximadamente 2 W para sus antenas de comunicaciones. [62]
Debido a la voltereta y al bajo alcance de potencia, las comunicaciones por radio son un desafío. Muchos CubeSats utilizan una antena monopolar o dipolo omnidireccional construida con cinta métrica comercial. Para necesidades más exigentes, algunas empresas ofrecen antenas de alta ganancia para CubeSats, pero sus sistemas de despliegue y apuntamiento son significativamente más complejos. [62] Por ejemplo, el MIT y el JPL están desarrollando una antena parabólica inflable basada en una piel de mylar inflada con un polvo sublimante , que afirma tener un aumento de 7x en el alcance (potencialmente capaz de alcanzar la Luna), pero persisten dudas sobre la capacidad de supervivencia después de los impactos de micrometeoro. [63] El JPL ha desarrollado con éxito antenas de alta ganancia de banda X y banda Ka para misiones MarCO [64] [65] y Radar en un CubeSat ( RaInCube ). [65] [66] [67]
Tradicionalmente, los CubeSats de órbita baja utilizan antenas para fines de comunicación en UHF y banda S. Para aventurarse más lejos en el sistema solar, se requieren antenas más grandes compatibles con la Red de Espacio Profundo (banda X y banda Ka). Los ingenieros del JPL desarrollaron varias antenas desplegables de alta ganancia compatibles con CubeSats de clase 6U [68] para MarCO [64] [69] y Near-Earth Asteroid Scout . [70] Los ingenieros del JPL también han desarrollado una antena reflectora de malla de 0,5 m (1 pie 8 pulgadas) que opera en banda Ka y es compatible con el DSN [64] [69] [71] que se pliega en un volumen de almacenamiento de 1,5 U. Para MarCO, los ingenieros de antena del JPL diseñaron un Reflectarray de Panel Plegado (FPR) [72] para adaptarse a un bus CubeSat de 6U y admite telecomunicaciones de banda X de Marte a la Tierra a 8 kbit/s a 1 UA.
Los distintos componentes del CubeSat poseen distintos rangos de temperatura aceptables, más allá de los cuales pueden volverse inoperativos temporal o permanentemente. Los satélites en órbita se calientan por el calor radiativo emitido directamente por el Sol y reflejado en la Tierra, así como por el calor generado por los componentes de la nave. Los CubeSats también deben enfriarse irradiando calor al espacio o a la superficie más fría de la Tierra, si esta es más fría que la nave espacial. Todas estas fuentes y sumideros de calor radiativo son bastante constantes y muy predecibles, siempre que se conozca la órbita del CubeSat y la hora del eclipse.
Los componentes utilizados para garantizar que se cumplan los requisitos de temperatura en los CubeSats incluyen aislamiento multicapa y calentadores para la batería. Otras técnicas de control térmico de naves espaciales en satélites pequeños incluyen la colocación de componentes específicos en función de la salida térmica esperada de esos componentes y, raramente, dispositivos térmicos desplegados como rejillas de ventilación . El análisis y la simulación del modelo térmico de la nave espacial es un factor determinante importante en la aplicación de componentes y técnicas de gestión térmica. Los CubeSats con preocupaciones térmicas especiales, a menudo asociadas con ciertos mecanismos de despliegue y cargas útiles, pueden probarse en una cámara de vacío térmico antes del lanzamiento. Dichas pruebas brindan un mayor grado de garantía del que pueden recibir los satélites de tamaño completo, ya que los CubeSats son lo suficientemente pequeños como para caber dentro de una cámara de vacío térmico en su totalidad. Los sensores de temperatura generalmente se colocan en diferentes componentes de CubeSat para que se puedan tomar medidas para evitar rangos de temperatura peligrosos, como reorientar la nave para evitar o introducir radiación térmica directa en una parte específica, lo que permite que se enfríe o caliente.
CubeSat constituye un medio independiente y rentable de poner una carga útil en órbita. [12] Después de los retrasos de los lanzadores de bajo costo como Interorbital Systems , [73] los precios de lanzamiento han sido de aproximadamente $ 100,000 por unidad, [74] [75] pero los operadores más nuevos están ofreciendo precios más bajos. [76] Un precio típico para lanzar un cubesat 1U con un contrato de servicio completo (incluyendo integración de extremo a extremo, licencias, transporte, etc.) fue de aproximadamente $ 60,000 en 2021.
Algunos CubeSats tienen componentes o instrumentos complicados, como LightSail-1 , que elevan su costo de construcción a millones de dólares, [77] pero construir un CubeSat 1U básico puede costar alrededor de 50.000 dólares. [78] Esto hace que los CubeSats sean una opción viable para algunas escuelas, universidades y pequeñas empresas.
La base de datos de nanosatélites y cubesats enumera más de 2000 CubeSats que se han lanzado desde 1998. [4] Uno de los primeros lanzamientos de CubeSats fue el 30 de junio de 2003 desde Plesetsk, Rusia, con la Misión de Órbita Múltiple de Eurockot Launch Services . Los CubeSats se inyectaron en una órbita heliosincrónica e incluían el CubeSat y el DTUSat de AAU daneses, los XI-IV y CUTE-1 japoneses, el Can X-1 canadiense y el Quakesat estadounidense . [79]
El 13 de febrero de 2012, tres desplegadores P-POD que contenían siete CubeSats fueron colocados en órbita junto con el satélite Lares a bordo de un cohete Vega lanzado desde la Guayana Francesa. Los CubeSats lanzados fueron e-st@r Space (Politecnico di Torino, Italia), Goliat (Universidad de Bucarest, Rumania), MaSat-1 (Universidad de Tecnología y Economía de Budapest, Hungría), PW-Sat (Universidad de Tecnología de Varsovia, Polonia), Robusta (Universidad de Montpellier 2, Francia), UniCubeSat-GG (Universidad de Roma La Sapienza, Italia) y XaTcobeo (Universidad de Vigo e INTA, España). Los CubeSats fueron lanzados en el marco de la oportunidad "Vega Maiden Flight" de la Agencia Espacial Europea. [80]
El 13 de septiembre de 2012, se lanzaron once CubeSats desde ocho P-POD, como parte de la carga útil secundaria "OutSat" a bordo de un cohete Atlas V de United Launch Alliance . [81] Esta fue la mayor cantidad de CubeSats (y el mayor volumen de 24U) orbitados en un solo lanzamiento hasta el momento, hecho posible por el nuevo sistema de lanzamiento de CubeSats de NPS (NPSCuL) desarrollado en la Escuela Naval de Postgrado (NPS). Los CubeSats fueron: SMDC-ONE 2.2 (Baker), SMDC-ONE 2.1 (Able), AeroCube 4.0(x3), Aeneas, CSSWE , CP5, CXBN , CINEMA y Re (STARE). [82]
Cinco CubeSats ( Raiko , Niwaka , We-Wish , TechEdSat , F-1 ) fueron colocados en órbita desde la Estación Espacial Internacional el 4 de octubre de 2012, como una demostración tecnológica del despliegue de satélites pequeños desde la ISS. Fueron lanzados y entregados a la ISS como carga de Kounotori 3 , y un astronauta de la ISS preparó el mecanismo de despliegue conectado al brazo robótico del Módulo Experimental Japonés . [83] [84] [85]
Se desplegaron cuatro CubeSats desde el Cygnus Mass Simulator , que se lanzó el 21 de abril de 2013 en el vuelo inaugural del cohete Antares de Orbital Sciences . [86] Tres de ellos son PhoneSats 1U construidos por el Centro de Investigación Ames de la NASA para demostrar el uso de teléfonos inteligentes como aviónica en CubeSats. El cuarto fue un satélite 3U, llamado Dove-1, construido por Planet Labs .
El 26 de abril de 2013 se lanzó el NEE-01 Pegaso , el primer CubeSat capaz de transmitir video en vivo desde la órbita y el primer CubeSat de 1U en alcanzar más de 100 vatios de potencia como capacidad instalada. Más tarde, en noviembre del mismo año, el NEE-02 Krysaor también transmitió video en vivo desde la órbita. Ambos CubeSats fueron construidos por la Agencia Espacial Ecuatoriana .
El 11 de febrero de 2014 se desplegaron desde la Estación Espacial Internacional un total de treinta y tres CubeSats. De esos treinta y tres, veintiocho formaban parte de la constelación Flock-1 de CubeSats de imágenes de la Tierra. De los otros cinco, dos son de otras empresas con sede en Estados Unidos, dos de Lituania y uno de Perú. [87]
El LightSail-1 es un prototipo de CubeSat de 3U propulsado por una vela solar . Fue lanzado el 20 de mayo de 2015 desde Florida. Sus cuatro velas están hechas de Mylar muy fino y tienen una superficie total de 32 m2 ( 340 pies cuadrados). Esta prueba permitirá una verificación completa de los sistemas del satélite antes de la misión principal de 2016. [88]
El 5 de octubre de 2015 se desplegó desde la ISS el satélite AAUSAT5 (Universidad de Aalborg, Dinamarca), lanzado en el marco del programa "Fly Your Satellite!" de la Agencia Espacial Europea. [89]
El CubeSat con Espectrómetro Solar de Rayos X en Miniatura es un satélite de 3U que se lanzó a la Estación Espacial Internacional el 6 de diciembre de 2015, desde donde se desplegó el 16 de mayo de 2016. Es la primera misión lanzada en el marco del Panel de Integración de CubeSats de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA [90] , que se centra en hacer ciencia con CubeSats. A fecha de 12 de julio de 2016, se cumplió el criterio mínimo de éxito de la misión (un mes de observaciones científicas), pero la nave espacial sigue funcionando de forma nominal y las observaciones continúan. [91]
El 25 de abril de 2016 se lanzaron tres CubeSats, junto con Sentinel-1B, a bordo de un cohete Soyuz VS14 lanzado desde Kourou (Guayana Francesa). Los satélites fueron: AAUSAT4 (Universidad de Aalborg, Dinamarca), e-st@r-II (Politecnico di Torino, Italia) y OUFTI-1 (Universidad de Lieja, Bélgica). Los CubeSats se lanzaron en el marco del programa "Fly Your Satellite!" de la Agencia Espacial Europea. [92]
El 15 de febrero de 2017, la Organización de Investigación Espacial de la India ( ISRO ) estableció un récord con el lanzamiento de 104 satélites en un solo cohete. El lanzamiento del PSLV-C37 en una sola carga útil, que incluía la serie Cartosat-2 y 103 satélites de pasajeros, en conjunto pesó más de 650 kg (1430 lb). De los 104 satélites, todos menos tres eran CubeSats. De los 101 nanosatélites, 96 eran de Estados Unidos y uno de Israel, Kazajstán, los Países Bajos, Suiza y los Emiratos Árabes Unidos. [93] [94]
El lanzamiento en mayo de 2018 del módulo de aterrizaje estacionario InSight en Marte incluyó dos CubeSats que sobrevolaron Marte para proporcionar comunicaciones de retransmisión adicionales de InSight a la Tierra durante la entrada y el aterrizaje. [95] Este es el primer vuelo de CubeSats fuera de la órbita directa de la Tierra. La tecnología CubeSat de la misión se llama Mars Cube One (MarCO); cada uno es un CubeSat de seis unidades, de 14,4 pulgadas × 9,5 pulgadas × 4,6 pulgadas (37 cm × 24 cm × 12 cm). MarCO es un experimento, pero no necesario para la misión InSight , para agregar comunicaciones de retransmisión a las misiones espaciales en duraciones de tiempo importantes, en este caso desde el momento de la entrada atmosférica de InSight hasta su aterrizaje.
MarCO se lanzó en mayo de 2018 con el módulo de aterrizaje InSight , se separaron después del lanzamiento y luego viajaron en sus propias trayectorias hacia Marte. Después de la separación, ambas naves espaciales MarCO desplegaron dos antenas de radio y dos paneles solares. La antena de banda X de alta ganancia es un panel plano para dirigir las ondas de radio. MarCO navegó hacia Marte de forma independiente del módulo de aterrizaje InSight , haciendo sus propios ajustes de rumbo en el vuelo.
Durante la entrada, descenso y aterrizaje (EDL) de InSight en noviembre de 2018, [95] el módulo de aterrizaje transmitió telemetría en la banda de radio UHF al Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA que volaba por encima. El MRO envió información EDL a la Tierra utilizando una frecuencia de radio en la banda X, pero no puede recibir simultáneamente información en una banda si transmite en otra. La confirmación de un aterrizaje exitoso podría recibirse en la Tierra varias horas después, por lo que MarCO fue una demostración tecnológica de telemetría en tiempo real durante el aterrizaje. [96] [97] [98]
La Iniciativa de Lanzamiento de CubeSat de la NASA, creada en 2010, [99] ofrece oportunidades de lanzamiento de CubeSat a instituciones educativas, organizaciones sin fines de lucro y centros de la NASA. En 2016, [actualizar]la Iniciativa de Lanzamiento de CubeSat había lanzado 46 CubeSat en 12 Misiones ELaNa de 28 organizaciones únicas y había seleccionado 119 misiones CubeSat de 66 organizaciones únicas. Las misiones de Lanzamiento Educativo de Nanosatélites (ELaNa) han incluido: BisonSat, el primer CubeSat construido por una universidad tribal, TJ3Sat, el primer CubeSat construido por una escuela secundaria y STMSat-1, el primer CubeSat construido por una escuela primaria. La NASA publica un Anuncio de Oportunidad [100] en agosto de cada año y las selecciones se realizan en febrero del año siguiente. [101]
En 2015, la NASA inició el Cube Quest Challenge, una competencia para fomentar la innovación en el uso de CubeSats más allá de la órbita baja terrestre. El Cube Quest Challenge ofrecía 5 millones de dólares a los equipos que cumplieran los objetivos del desafío de diseñar, construir y entregar satélites pequeños aptos para el vuelo capaces de realizar operaciones avanzadas cerca y más allá de la Luna. Los equipos compitieron por una variedad de premios en la órbita lunar o en el espacio profundo. [102] En 2022 , se lanzaron 10 CubeSats de diferentes equipos al espacio cislunar como cargas útiles secundarias a bordo del Artemis 1 .
"¡Vuela tu satélite!" es el programa CubeSats en curso de la Oficina de Educación de la Agencia Espacial Europea . Los estudiantes universitarios tienen la oportunidad de desarrollar e implementar su misión CubeSat con el apoyo de especialistas de la ESA. [103] Los equipos de estudiantes participantes pueden experimentar el ciclo completo desde el diseño, la construcción y las pruebas hasta, eventualmente, la posibilidad de lanzar y operar su CubeSat. [104] La cuarta iteración del programa ¡Vuela tu satélite! cerró una convocatoria de propuestas en febrero de 2022. [105]
La Agencia Espacial Canadiense anunció el Proyecto CubeSat Canadiense (CCP) en 2017, y los equipos participantes fueron seleccionados en mayo de 2018. El programa proporciona financiación y apoyo a una universidad o colegio en cada provincia y territorio para desarrollar un CubeSat para su lanzamiento desde la Estación Espacial Internacional. El objetivo del CCP es proporcionar a los estudiantes una experiencia práctica directa en la industria espacial, al tiempo que los prepara para iniciar una carrera en el ámbito espacial. [106]
QB50 es una propuesta de red internacional de 50 CubeSats para mediciones in situ en múltiples puntos de la termosfera inferior (90–350 km) e investigación de reentrada. QB50 es una iniciativa del Instituto Von Karman y está financiada por la Comisión Europea como parte del Séptimo Programa Marco (7PM). Se desarrollan CubeSats de doble unidad (2U) (10×10×20 cm), con una unidad (la unidad "funcional") proporcionando las funciones satelitales habituales y la otra unidad (la unidad "científica") albergando un conjunto de sensores estandarizados para la investigación de la termosfera inferior y la reentrada. Se prevé que 35 CubeSats sean proporcionados por universidades de 22 países de todo el mundo, entre ellos 4 son de los EE. UU., 4 de China, 4 de Francia, 3 de Australia y 3 de Corea del Sur. [107] Se prevé que diez CubeSats de 2U o 3U se utilicen para la demostración en órbita de nuevas tecnologías espaciales.
La solicitud de propuestas (RFP) para el CubeSat QB50 se publicó el 15 de febrero de 2012. Dos satélites "precursores" del QB50 se lanzaron a bordo de un cohete Dnepr el 19 de junio de 2014. [108] Se suponía que los 50 CubeSats se lanzarían juntos en un solo vehículo de lanzamiento Cyclone-4 en febrero de 2016, [109] pero debido a la falta de disponibilidad del vehículo de lanzamiento, se lanzaron 36 satélites a bordo del Cygnus CRS OA-7 el 18 de abril de 2017 y posteriormente se desplegaron desde la ISS . [110] [111] Una docena de otros CubeSats se manifestaron en la misión PSLV-XL C38 en mayo de 2017. [112] [ necesita actualización ]
A diferencia de las naves espaciales de tamaño completo, los CubeSats pueden ser entregados como carga a la Estación Espacial Internacional y desplegados desde ella. Esto presenta un método alternativo para alcanzar la órbita sin necesidad de ser desplegados mediante un vehículo de lanzamiento . NanoRacks y Made in Space están desarrollando medios para construir CubeSats en la Estación Espacial Internacional. [113]
La Iniciativa de Lanzamiento de CubeSats de la NASA lanzó más de 46 CubeSats en sus misiones ELaNa durante los años anteriores a 2016, y se planeó que 57 volaran durante los próximos años. [114] No importa cuán económicos o versátiles puedan ser los CubeSats, deben viajar como cargas útiles secundarias en grandes cohetes que lanzan naves espaciales mucho más grandes, a precios que comienzan alrededor de $100,000 a partir de 2015. [115] Dado que los CubeSats se despliegan mediante P-POD y sistemas de despliegue similares, se pueden integrar y lanzar en prácticamente cualquier vehículo de lanzamiento. Sin embargo, algunos proveedores de servicios de lanzamiento se niegan a lanzar CubeSats, ya sea en todos los lanzamientos o solo en lanzamientos específicos, dos ejemplos a partir de 2015 [actualizar]fueron ILS y Sea Launch . [116]
SpaceX [117] [118] y Japan Manned Space Systems Corporation (JAMSS) [119] [120] son dos empresas recientes que ofrecen servicios de lanzamiento comercial para CubeSats como carga útil secundaria, pero aún existe una cartera de lanzamientos pendiente. Además, la ISRO de la India ha estado lanzando comercialmente CubeSats extranjeros desde 2009 como cargas útiles secundarias. El 15 de febrero de 2017, ISRO estableció el récord mundial al lanzar 103 CubeSats a bordo de su vehículo de lanzamiento de satélites polares para varias empresas extranjeras. [121] ISC Kosmotras y Eurockot también ofrecen servicios de lanzamiento para CubeSats. [122] SpaceX batió el récord en 2021 con el Transporter-1 (vuelo espacial) que transportó 143 naves espaciales a la órbita. Rocket Lab se especializa en el lanzamiento de CubeSats en su Electron desde Nueva Zelanda. [123]
El 5 de mayo de 2015, la NASA anunció un programa con sede en el Centro Espacial Kennedy para desarrollar una clase de cohetes diseñados para lanzar satélites muy pequeños: el NASA Venture Class Launch Services (VCLS), [115] [124] [125] que ofrecerá una masa de carga útil de 30 kg a 60 kg para cada lanzador. [124] [126] Cinco meses después, en octubre de 2015, la NASA otorgó un total de 17,1 millones de dólares a tres empresas de lanzamiento independientes para un vuelo cada una: 6,9 millones de dólares a Rocket Lab ( cohete Electron ); 5,5 millones de dólares a Firefly Space Systems ( cohete Alpha ); y 4,7 millones de dólares a Virgin Galactic ( cohete LauncherOne ). [127] Las cargas útiles para los tres vuelos bajo el contrato VCLS aún no se han asignado. [127] Se están desarrollando otros sistemas de lanzamiento de satélites pequeños que transportarían CubeSats junto con una pequeña carga útil, incluida la serie de cohetes Neptune de Interorbital Systems , el vehículo de lanzamiento Nanosat de Garvey Spacecraft , [128] y el cohete SPARK . Además de los vehículos de lanzamiento convencionales y facilitadores como KSF Space, Generation Orbit Launch Services y Boeing (en forma de su Small Launch Vehicle ) están desarrollando varios vehículos de lanzamiento aéreo a órbita .
Muchos aspectos de los CubeSats, como la estructura, la propulsión, el material, la informática y las telecomunicaciones, la energía y otros instrumentos o dispositivos de medición específicos plantean desafíos para el uso de la tecnología CubeSat más allá de la órbita terrestre. [129] Estos desafíos han sido cada vez más considerados por las organizaciones internacionales durante la última década; por ejemplo, la nave espacial INSPIRE, propuesta en 2012 por la NASA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro, es un intento inicial de una nave espacial diseñada para demostrar las capacidades operativas de los CubeSats del espacio profundo. [130] Se esperaba que la fecha de lanzamiento fuera 2014, [131] pero aún no se ha producido y la NASA indica que la fecha está por determinar. [130]
Los P-POD (Poly-PicoSatellite Orbital Deployers) fueron diseñados con CubeSats para proporcionar una plataforma común para cargas útiles secundarias . [25] Los P-POD se montan en un vehículo de lanzamiento y llevan CubeSats a órbita y los despliegan una vez que se recibe la señal adecuada del vehículo de lanzamiento. El P-POD Mk III tiene capacidad para tres CubeSats de 1U u otra combinación de CubeSats de 0,5U, 1U, 1,5U, 2U o 3U hasta un volumen máximo de 3U. [132] Existen otros implementadores de CubeSat, siendo el NanoRacks CubeSat Deployer (NRCSD) en la Estación Espacial Internacional el método más popular de implementación de CubeSat a partir de 2014. [3] Algunos implementadores de CubeSat son creados por empresas, como ISIPOD (Innovative Solutions In Space BV) o SPL (Astro und Feinwerktechnik Adlershof GmbH), mientras que otros han sido creados por gobiernos u otras instituciones sin fines de lucro como X-POD ( Universidad de Toronto ), T-POD ( Universidad de Tokio ) o J-SSOD ( JAXA ) en la Estación Espacial Internacional. [133] Mientras que el P-POD está limitado a lanzar un CubeSat 3U como máximo, el NRCSD puede lanzar un CubeSat 6U (10 cm × 10 cm × 68,1 cm (3,9 pulgadas × 3,9 pulgadas × 26,8 pulgadas)) y el ISIPOD puede lanzar una forma diferente de CubeSat 6U (10 cm × 22,63 cm × 34,05 cm (3,94 pulgadas × 8,91 pulgadas × 13,41 pulgadas)).
Aunque casi todos los CubeSats se despliegan desde un vehículo de lanzamiento o desde la Estación Espacial Internacional, algunos son desplegados por las propias cargas útiles primarias. Por ejemplo, FASTSAT desplegó el NanoSail-D2 , un CubeSat 3U. Esto se hizo de nuevo con el Simulador de Masa Cygnus como carga útil primaria lanzada en el vuelo inaugural del cohete Antares , que transportó y luego desplegó cuatro CubeSats. Para las aplicaciones de CubeSat más allá de la órbita de la Tierra, también se adoptará el método de desplegar los satélites desde la carga útil primaria. Se lanzaron once CubeSats en el Artemis 1 , colocándolos en las proximidades de la Luna . InSight , un módulo de aterrizaje en Marte , también envió CubeSats más allá de la órbita terrestre para usarlos como satélites de comunicaciones de retransmisión . Conocidos como MarCO A y B, son los primeros CubeSats enviados más allá del sistema Tierra-Luna .
Chasqui Fui testigo de un proceso de despliegue único, cuando fue desplegada a mano durante una caminata espacial en la Estación Espacial Internacional en 2014.
Cuando los profesores
Jordi Puig-Suari
de
la Universidad Politécnica Estatal de California
y
Bob Twiggs
de
la Universidad de Stanford
inventaron el CubeSat, nunca imaginaron que los diminutos satélites serían adoptados por universidades, empresas y agencias gubernamentales de todo el mundo. Simplemente querían diseñar una nave espacial con capacidades similares al
Sputnik
que los estudiantes de posgrado pudieran diseñar, construir, probar y operar. En cuanto al tamaño, los profesores se decidieron por un cubo de diez centímetros porque era lo suficientemente grande como para acomodar una carga útil de comunicaciones básica,
paneles solares
y una batería.
El AESP-14 aprovecha la oportunidad de la utilización pagada de Kibo y es desplegado por Japan Manned Space Systems Corporation (JAMSS) a pedido de la Agencia Espacial Brasileña.
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