El satélite de educación tecnológica ( TechEdSat ) es una exitosa serie de vuelos de nanosatélites que se llevó a cabo desde el Centro de Investigación Ames de la NASA en colaboración con numerosas universidades ( Universidad Estatal de San José , Universidad de Idaho , Universidad de California , Universidad de Minnesota y Smith College ). Si bien uno de los objetivos principales ha sido introducir a los jóvenes profesionales y estudiantes universitarios en el ámbito práctico del desarrollo de hardware para vuelos espaciales, se han introducido innovaciones considerables. Además, esta plataforma de vuelo en evolución ha probado conceptos para el retorno de muestras en órbita terrestre baja (LEO), así como conceptos de misiones de clase nanosatélite planetaria.
El primer TechEdSat (posteriormente rebautizado como "TechEdSat-1" o "TES-1") [2] [3] fue un 1U-Cubesat diseñado para evaluar la aviónica espacial plug-and-play (SPA) diseñada en Suecia por ÅAC Microtec. También se pretendía originalmente que realizara un experimento de comunicaciones utilizando la red de telefonía satelital Iridium y Orbcomm , [4] aunque esta función se desactivó antes del lanzamiento. [5] TechEdSat se puso en órbita desde la Estación Espacial Internacional (ISS) el 4 de octubre de 2012. Regresó a la atmósfera el 5 de mayo de 2013. [6]
El TechEdSat fue lanzado desde la plataforma 2 del Centro Espacial Tanegashima , Complejo de Lanzamiento Yoshinobu (LC-Y2) el 21 de julio de 2012, a las 02:06 UTC , [8] a bordo del Kounotori 3 sobre un vehículo de lanzamiento H-IIB . Kounotori 3 llevó el satélite, junto con las naves espaciales RAIKO , WE WISH , Niwaka y F-1 , a la Estación Espacial Internacional (ISS), desde donde se desplegó a través del desplegador JAXA J-SSOD, desde el módulo Kibō el 4 de octubre de 2012 a las 15:44:15.297 UTC. [9]
TechEdSat-1 transmitió un paquete de latidos por radioaficionado cada 4 segundos. Estos paquetes son paquetes AX.25 de 122 caracteres ASCII . La frecuencia de radio de la banda de aficionados es de 437,465 MHz . [10] Dos valores de datos de convertidor analógico a digital (ADC) sin procesar consecutivos de 12 bits se analizan en un fragmento de 3 bytes para ahorrar espacio de datos.
Un transceptor Iridium voló a bordo del CubeSat PhoneSat v2a como misión TechEdSat-2, separado de la nave espacial originalmente planeada como TechEdSat-2. [13]
Alexander , también conocido como PhoneSat 2.0 Beta o PhoneSat v2a es un satélite de demostración de tecnología operado por el Centro de Investigación Ames de la NASA, que fue lanzado el 21 de abril de 2013. Parte del programa PhoneSat , fue una de las primeras tres naves espaciales PhoneSat, y el primer satélite Phonesat-2.0, en ser lanzado. Un satélite PhoneSat-2.0, Alexander, fue construido según la especificación CubeSat de una sola unidad (1U), y mide 10 cm (3,9 pulgadas) en cada dimensión. El satélite está basado en un teléfono inteligente Nexus S de Samsung Electronics que sirve en lugar de una computadora de a bordo. El satélite está equipado con un transpondedor de banda S bidireccional y células solares para la generación de energía. La nave espacial utiliza los giroscopios del teléfono , junto con un receptor GPS , para determinar su posición y orientación, y un sistema de ruedas de reacción y bobinas de magnetorresistencia para el control de actitud . [14]
TechEdSat-3p fue la tercera nave espacial de la serie TechEdSat. Sus dimensiones eran de aproximadamente 30 cm x 10 cm x 10 cm, o tres unidades CubeSat de largo, lo que la hacía tres veces más grande que TechEdSat-1. TechEdSat-3p fue lanzado a la Estación Espacial Internacional (ISS) el 3 de agosto de 2013 desde el Centro Espacial Tanegashima , Japón, en la misión de reabastecimiento de carga de la Estación Espacial Internacional Kounotori 4 (HTV-4) y posteriormente desplegado en órbita por el Desplegador Orbital de Satélites Pequeños ( JEM, por sus siglas en inglés).
TechEdSat-3p fue el primer satélite de la serie TechEdSat en incluir un exofreno , un dispositivo de arrastre similar a un paracaídas para demostrar la capacidad de desorbitar pasivamente. [15] El despliegue de un exofreno aumenta el área de superficie de un satélite, lo que aumenta su coeficiente de arrastre en la delgada atmósfera superior y hace que el satélite desorbite más rápido de lo que lo haría de otra manera. Esta tecnología podría usarse para desechar más rápidamente los satélites en órbita terrestre baja que hayan completado sus misiones, lo que reduciría la cantidad de desechos potencialmente peligrosos en el espacio. El exofreno se está desarrollando actualmente para su uso como parte del concepto de retorno rápido de carga útil pequeña (SPQR), que permitiría que los materiales científicos regresaran a la Tierra desde la Estación Espacial Internacional cuando sea más conveniente para los científicos en lugar de solo unas pocas veces al año a bordo de un vehículo de reabastecimiento de carga que regresa.
Según la empresa de logística de satélites pequeños ÅAC Microtech, una placa de distribución de energía principal diseñada para TechEdSat-1 se reutilizó en la misión TechEdSat-3p. [16]
TechEdSat-4 fue una misión CubeSat 3U desarrollada, integrada y probada en el Centro de Investigación Ames de la NASA en asociación con estudiantes en prácticas de la Universidad Estatal de San José (SJSU) en California y la Universidad de Idaho en Moscú, Idaho . El objetivo de la misión TechEdSat-4 era demostrar nuevas tecnologías, incluidas las comunicaciones de satélite a satélite y un dispositivo Exo-Brake mejorado para demostrar una desorbitación pasiva. TechEdSat-4 se lanzó como una carga útil secundaria en la misión de reabastecimiento de la Estación Espacial Internacional Cygnus CRS Orb-2 . El vehículo de lanzamiento fue el Antares-120 de Orbital Sciences Corporation , que se lanzó desde el puerto espacial regional del Atlántico medio en la isla Wallops , Virginia , el 13 de julio de 2014. [17] TechEdSat-4 se desplegó desde la Estación Espacial Internacional a través del Nanoracks CubeSat Deployer el 4 de marzo de 2015. [18] [19]
El satélite se desintegró de su órbita el 3 de abril de 2015. [20]
TechEdSat-5 fue un CubeSat de 4 kg y 3,5 U que se lanzó el 9 de diciembre de 2016 a bordo de la nave espacial de reabastecimiento de carga Kounotori 6 (HTV-6), y se desplegó desde la Estación Espacial Internacional (ISS) a las 18:20 UTC del 6 de marzo de 2017. [21] Fue el primer satélite del programa TechEdSat en incluir un Exo-Brake modulado que podía ajustar la cantidad de resistencia atmosférica en la nave espacial, lo que permitía un reingreso dirigido. [22] El Exo-Brake de TechEdSat-5 tenía forma de cruz, estaba hecho de mylar y utilizaba una combinación de puntales mecánicos y cordones flexibles. [23] Su superficie era de aproximadamente 0,35 metros cuadrados . [21] Se incluyó un módulo de sensor inalámbrico "Cricket" (WSM) con TechEdSat-5. [24] El satélite reingresó a la atmósfera el 29 de julio de 2017 después de operar con éxito durante 144 días. [23]
TechEdSat-6 fue un CubeSat 3.5U que se lanzó a las 12:19:51 UTC el 12 de noviembre de 2017 a bordo de la misión de reabastecimiento de carga Cygnus CRS-8 a la Estación Espacial Internacional (ISS). [25] [26] Se desplegó desde el Nanoracks CubeSat Deployer el 20 de noviembre de 2017. [27] Además de la carga útil principal, contenía una etiqueta de identidad CubeSat (CUBIT), una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) desarrollada por DARPA y SRI International para ayudar en la identificación futura de satélites. Reingresó con éxito a la atmósfera el 14 de mayo de 2018. [28] [29]
TechEdSat-7 era un CubeSat de 2U que estaba destinado a probar un freno exostático de alta densidad de empaquetamiento. Fue lanzado en el primer vuelo exitoso del vehículo de lanzamiento LauncherOne de Virgin Orbit el 17 de enero de 2021 como parte del programa ELaNa de la NASA . Voló con una etiqueta de identidad CubeSat (CUBIT), una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) desarrollada por DARPA y SRI International para ayudar en la identificación futura de satélites. [30] El satélite se desintegró de la órbita el 4 de mayo de 2022. [31]
TechEdSat-8 ( Technical and Educational Satellite-8 ) era un CubeSat 6U. Fue construido como un proyecto conjunto entre la Universidad Estatal de San José (SJSU) y la Universidad de Idaho como un proyecto de ingeniería colaborativo, con la supervisión del Centro de Investigación Ames de la NASA . Fue una misión de demostración tecnológica para desarrollar y demostrar aún más el sistema Exo-Brake a través de la recuperación completa de una carga útil, diseñado para un funcionamiento continuo en entornos de alta temperatura. Presentaba un sistema de control semiautónomo para apuntar al punto de entrada, así como capacidades para medir un dispositivo de ablación único en el cuerpo delantero. Esta tecnología, conocida como "Hot Exo-Brake", podría permitir reentradas atmosféricas dirigidas con mayor precisión. Un dispositivo de ablación también volaba en la nave espacial.
TechEdSat-8 fue seleccionado en 2017 por la Iniciativa de Lanzamiento de CubeSat (CSLI) de la NASA para ser lanzado como parte del programa ELaNa . TechEdSat-8 originalmente estaba planeado para ser lanzado con la misión de reabastecimiento de carga Cygnus NG-10 (17 de noviembre de 2018) a la Estación Espacial Internacional como parte del programa ELaNa, pero en su lugar fue lanzado a bordo de la misión de reabastecimiento de carga SpaceX CRS-16 ISS a las 18:16 UTC el 5 de diciembre de 2018, [32] llegando a la Estación Espacial Internacional (ISS) el 8 de diciembre de 2018. [33] [34]
El TechEdSat-8 fue desplegada en órbita por el Desplegador Orbital de Satélites Pequeños Kibō JEM (J-SSOD) a las 16:45 UTC del 31 de enero de 2019. [35]
El satélite estableció comunicación con los controladores y, a fecha del 20 de febrero de 2019, se informó que estaba funcionando mucho antes de un reingreso previsto. [36] El satélite falló poco después del despliegue debido a una pérdida de energía de sus paneles solares , y reingresó a la atmósfera de la Tierra el 20 de abril de 2020. [37] [38]
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TechEdSat-10 (TES-10) fue un CubeSat de 6U (1 x 6U) (anteriormente anunciado como 3U) que fue seleccionado en 2018 para su lanzamiento como parte del programa ELaNa . [39]
El 15 de febrero de 2020, TechEdSat-10 fue lanzado a la Estación Espacial Internacional (ISS) a bordo de la nave espacial de carga Cygnus NG-13 . [40]
Desplegado el 13 de julio de 2020, TechEdSat-10 probó dispositivos de comunicación por radio, tecnologías de desorbitación de precisión para la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y otros, electrónica tolerante a la radiación y hardware de inteligencia artificial para experimentos futuros. [41] [37] [40]
La misión demostró mayores capacidades de almacenamiento y energía que podrían permitir la ciencia y la exploración futuras utilizando naves espaciales pequeñas más allá de la órbita terrestre baja. TechEdSat-10 incluyó mejoras con respecto a las tecnologías CubeSat anteriores en las áreas de comunicaciones y sistemas de radio, y nuevas técnicas de propulsión. [42]
Como décima iteración de la serie de satélites educativos tecnológicos (TES), TechEdSat-10 se basó en una historia de trabajo innovador del programa con investigadores, estudiantes y voluntarios en el inicio de su carrera. TechEdSat-10 contenía 150 vatios-hora de almacenamiento de energía, ocho radios, nueve procesadores y una unidad de procesamiento de gráficos. Además, el pequeño satélite llevaba cuatro cámaras, incluida una cámara de realidad virtual estereoscópica para experimentos. [42]
Al igual que varias misiones de TechEdSat anteriores, esta misión demostró la tecnología de exofreno en su iteración más grande hasta la fecha. El exofreno fue diseñado para desplegar un "freno" tipo paraguas para aumentar la resistencia y sacar un pequeño satélite de la órbita. En esta misión, el exofreno podría ser controlado o modulado por comandos desde tierra para apuntar a un punto de reentrada. En el futuro, esto podría permitir misiones de retorno de muestras desde la órbita y futuras misiones planetarias. [42]
TechEdSat-13 es un CubeSat de 3U que está destinado a probar y validar tres tecnologías diferentes, incluido un Exo-Brake. Junto con otros cubesats (PAN-A y B, GEARRS-3, SteamSat-2, STORK-3, ADLER-1), se lanzó en el tercer vuelo exitoso del vehículo de lanzamiento LauncherOne de Virgin Orbit el 13 de enero de 2022 como parte de la misión STP-27VP ("Above the Clouds"). TechEdSat-13 utiliza el chip neuromórfico Loihi, que representa una aplicación de carga útil de inteligencia artificial/aprendizaje automático (IA/ML).
TechEdSat-15 era un CubeSat de 3U. Se lanzó el 1 de octubre de 2022 como carga útil compartida en un cohete Firefly Alpha . A pesar de ser su primera misión en alcanzar la órbita terrestre, debido a una órbita de despliegue más baja de la prevista, la mayoría de los satélites volvieron a entrar antes de alcanzar su vida útil prevista. [43]
Está previsto que los TechEdSat-9 y TechEdSat-11 vuelen en algún momento en el futuro. [44] Se planea que los TechEdSat-9, al igual que los TechEdSat-10, prueben tecnologías de comunicación por radio para la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y otros. [37]
TechEdSat-12 probará tecnologías para el seguimiento e identificación de satélites pequeños. Llevará una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID), un reflector de radar y una antena de banda L. Fue seleccionado para su lanzamiento en febrero de 2020 por la Iniciativa de Lanzamiento de CubeSat de la NASA y será puesto en órbita en un lanzamiento contratado a través del programa ELaNa. [45]
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