Hace solo unos años, las comunidades de astronomía y heliofísica se mostraron escépticas sobre si CubeSats podría obtener datos científicos de manera confiable. Pero estos satélites del tamaño de un pan de pan han demostrado su capacidad para devolver datos útiles.

Durante la reunión de abril de 2019 de la American Physical Society, que se llevará a cabo del 13 al 16 de abril, en Denver, Colorado, Christopher S. Moore, becario postdoctoral en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en el Grupo de Rayos X Solar y Estelar, describirá cómo los CubeSats gemelos del espectrómetro solar de rayos X en miniatura (MinXSS) miden los rayos X suaves del sol. Estas fueron las primeras misiones CubeSat orientadas a la ciencia solar que volaron para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA.

Como describirá en la reunión, Moore fue una de las varias docenas de estudiantes graduados que contribuyeron a MinXSS durante su vida. Trabajó en MinXSS CubeSats como parte de su investigación doctoral en la Universidad de Colorado Boulder.

"Este trabajo demostró que estos pequeños, relativamente baratos, que oscilan entre $ 1 millón y $ 2 millones para MinXSS, los CubeSats pueden recopilar datos que llenan un nicho específico y son consistentes con satélites grandes, que son mucho más caras, y contribuir a las principales investigaciones científicas, "dijo Moore.

MinXSS-1 se lanzó en diciembre de 2015 en Atlas-V Cygnus OA-4 Launch, Misión orbital de reabastecimiento de ATK a la Estación Espacial Internacional, donde fue desplegado para una órbita de aproximadamente 12 meses alrededor de la Tierra. La segunda versión, MinXXS-2, se lanzó en el SpaceX Falcon 9 como parte del Spaceflight SSO-A:SmallSat Express en diciembre de 2018 y se implementó para una órbita y operación de cuatro a cinco años.

Los CubeSats orientados a la ciencia son de bajo costo, satélites de corta vida útil construidos para tomar observaciones y mediciones científicas específicas. MinXSS, por ejemplo, cuenta con componentes que ahorran costos, como una cinta métrica extensible que sirve como antena de radio.

Su carga útil científica consiste en un espectrómetro de rayos X suave que fue modificado para ser compatible con el duro entorno del espacio. MinXSS también lleva a bordo fotómetros basados ​​en silicio para otras mediciones de luz visible y rayos X suaves.

El MinXSS-1 financiado por la NASA (el primero de los satélites gemelos) fue la prueba inicial del Blue Canyon Technologies XACT, que es un sistema de control y determinación de actitud en miniatura. El éxito de MinXSS-1 y XACT resultó en el premio SmallSat 2016 Mission of the Year.

"MinXSS mide los rayos X suaves del sol entre 0,5 y 12 kiloelectrones voltios con una resolución espectral moderada, que incluye el paso de banda de 0,5 a 2 keV escasamente observado, ", explicó Moore." Esta región espectral es muy informativa de las condiciones del plasma atmosférico solar para temperaturas superiores a 2 millones de kelvin presentes en las erupciones solares y durante la inactividad (inactividad) ".

Los datos recopilados por MinXSS han sido consistentes con inferencias de satélites grandes. "Los datos de MinXSS nos ayudarán a comprender la física detrás de las erupciones solares, ", Dijo Moore." Los rayos X suaves llevan información sobre la temperatura, densidad y composición química del material en la atmósfera del Sol, que permite a los científicos rastrear cómo eventos como las llamaradas y otros procesos durante tiempos más tranquilos calientan el material circundante en la corona, la atmósfera del Sol ".

Las variaciones de la emisión de rayos X solares se correlacionan fuertemente con características magnéticas a gran escala llamadas regiones activas. "Estas regiones activas aparecen como bucles brillantes en rayos X suaves, pero aparecen como manchas oscuras en la superficie solar (la fotosfera), por eso se llaman 'manchas solares'. Los datos de MinXSS pueden ayudar a restringir directamente la temperatura del plasma de estas características relativamente cuasi-estáticas, "Dijo Moore.

Los CubeSats brindan "excelentes oportunidades para capacitar a futuros líderes en tecnología y ciencia, como estudiantes de pregrado, Los estudiantes graduados y postdoctorados comúnmente tienen roles fundamentales en el diseño, desarrollo, pruebas, operaciones de la misión y análisis científico, ", dijo Moore." Más de 40 estudiantes graduados de la Universidad de Colorado Boulder contribuyeron a MinXSS durante la vida del proyecto ".

Debido a los recientes éxitos de CubeSat, La NASA y la National Science Foundation ofrecen ahora nuevas oportunidades de financiación para financiar directamente CubeSats orientados a la ciencia.