GTOSat:no solo proporcionará observaciones clave de los cinturones de radiación ambientalmente prohibitivos que rodean la Tierra, proporcionará los pasos iniciales de una nueva visión tecnológica.

Esta misión de primicias servirá como un buscador de nuevas tecnologías tolerantes a la radiación que podrían ayudar a los científicos a realizar un sueño largamente buscado:desplegar una constelación de pequeños satélites más allá de la órbita terrestre baja para reunir simultáneamente, mediciones multipunto de la magnetosfera en constante cambio de la Tierra, que protege al planeta del asalto constante de partículas cargadas que salen del Sol.

Es más, será el primer CubeSat en operar en órbita de transferencia geoestacionaria, o GTO, de donde deriva su nombre, y el primero en usar la última, versión más robusta del bus de la nave espacial Dellingr desarrollado por la NASA:el Dellingr-X.

Premios NASA HTIDeS GTOSat y otros

"Tercera es la vencida, "dijo Larry Kepko, un científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Había intentado antes obtener fondos a través de la tecnología Heliofísica y el Desarrollo de Instrumentos para la Ciencia de la agencia. o HTIDES, programa para construir y lanzar la misión. Además de GTOSat, el programa HTIDeS otorgó fondos a otras cuatro misiones CubeSat, 13 investigaciones de cohetes sonoros y globos, y 12 iniciativas de desarrollo de instrumentos.

Se espera que se lance a principios de 2021, el GTOSat de $ 4.5 millones recopilará mediciones de una órbita terrestre altamente elíptica que es una órbita de transferencia estándar para satélites de comunicaciones que operan en órbita geoestacionaria alrededor de 22, 000 millas de la Tierra. Desde ese lugar, GTOSat utilizará sus dos instrumentos a bordo para medir partículas de alta energía que probablemente se originan a partir del viento solar y los rayos cósmicos.

Estas partículas giran, bote, y derivar a través de dos concéntricos, anillos en forma de rosquilla llamados cinturones de Van Allen, a veces disparándose a la atmósfera de la Tierra o escapando al espacio. Llamado así por James Van Allen, su descubridor, estos cinturones de radiación están ubicados en la región interna del entorno magnético de la Tierra, la magnetosfera. Allí se hinchan y encogen con el tiempo como parte de un sistema meteorológico espacial mucho más grande que puede interrumpir las comunicaciones de satélites y GPS. amenazar la salud y la seguridad de los astronautas que trabajan en órbita terrestre baja, o incluso, cuando es extremo, interferir con la red eléctrica.

"Estas partículas energéticas pueden dañar las naves espaciales y plantear riesgos importantes para la salud de los astronautas, ", dijo la investigadora principal de GTOSat, Lauren Blum, un científico de Goddard que presentó la propuesta ganadora. "Esta región del espacio no es solo científicamente interesante. Nos afecta directamente aquí en la Tierra".

En la actualidad, Sondas Van Allen de la NASA, la segunda misión del programa Living With a Star de la NASA, están proporcionando información sin precedentes sobre la dinámica física de los cinturones de radiación. Sin embargo, las dos sondas, que se lanzó en 2012, se están quedando sin combustible y se espera que se retiren en un par de años. GTOSat proporcionará nuevos datos después de que finalice la misión Van Allen Probes, Dijo Blum.

Dellingr-X ofrece una solución

Para seguir recogiendo medidas de los cinturones de Van Allen, sin embargo, El equipo de GTOSat necesitaba asegurarse de que el bus de la nave espacial y sus instrumentos pudieran resistir el entorno hostil que más grande, Las naves espaciales más tradicionales, como las sondas Van Allen, están diseñadas para tolerar. Una misión exitosa de CubeSat exigió que su hardware y software estuvieran preparados para tolerar el ataque de partículas cargadas. que puede destruir la electrónica y, en última instancia, acabar con las misiones, Blum dijo, agregando que hasta la fecha la mayoría de las misiones CubeSat operan muy por debajo de la altitud de los cinturones de Van Allen.

La nave espacial Dellingr-X ofreció la solución perfecta.

Una continuación del Dellingr original del tamaño de una caja de zapatos que los ingenieros diseñaron específicamente para ser menos costoso, más confiable que la mayoría de las naves espaciales CubeSat, y capaz de ejecutar la ciencia de la clase de la NASA, Dellingr-X agrega un nuevo nivel de capacidad.

Los importantísimos sistemas de energía eléctrica y de manejo de datos y comandos de Dellingr-X serán tolerantes a la radiación; en otras palabras, they will be able to withstand high-energy particle hits that sometimes cause electronic systems to latch-up and draw too much current.

Both technologies were developed under the Goddard Modular SmallSat Architecture, or GMSA, programa, which the center initiated to create overarching system designs and technologies to dramatically reduce mission risks without significantly increasing the cost of smaller platforms.

Future Missions to Benefit

Enabling GTOSat isn't the only benefit of these new GMSA technologies, Kepko said.

NASA is studying a couple constellation-type missions that might employ as many as 36 SmallSats—spacecraft larger than CubeSats but smaller and less expensive than more traditional satellites—in multiple locations within the magnetosphere that encompasses the Van Allen belts. Dellingr spacecraft wouldn't be appropriate for these types of missions due to their small size, but a GMSA-based SmallSat weighing between 110-220 pounds would be, él dijo.

As a pathfinding mission, the relatively inexpensive GTOSat will demonstrate these new technologies and give them flight heritage, añadió. "This paves the way and opens the door to eventually flying multiple satellites in a SmallSat constellation beyond low-Earth orbit—something I've waited my entire career to happen but hasn't because it's prohibitively expensive to build and fly multiple, more traditional spacecraft."