Os satélites se tornaram menores – então até você pode fazer ciência no espaço

Quer ir para espaço? Pode custar-lhe.

Este mês, a espaçonave SpaceX Staff Dragon fará o primeiro voo tripulado totalmente privado para a Estação Espacial Internacional. O preço atual de um assento é de US$ 55 milhões. O bilhete vem com uma estadia de oito dias na estação espacial, incluindo alojamento e alimentação – e visualizações incomparáveis.

Virgin Galactic e Blue Beginning oferecem alternativas mais baratas, que o levarão a voar à beira do espaço por um mero US$ 250.000-500.000. Mas os voos só duram entre dez e 15 minutosmal pace suficiente para desfrutar de um lanche a bordo.

Mas se você está feliz em manter os pés no chão, as coisas começam a parecer mais acessíveis. Nos últimos 20 anos, os avanços na tecnologia de pequenos satélites trouxeram a órbita da Terra ao alcance de pequenos países, empresas privadas, pesquisadores universitários e até mesmo amadores.

Ciência no espaço

Somos cientistas que estudam nosso planeta e o universo além. Nossa pesquisa se estende ao espaço em busca de respostas para questões fundamentais sobre como nosso oceano está mudando em um mundo em aquecimento, ou para estudar os buracos negros supermassivos batendo nos corações de galáxias distantes.

O custo de toda essa pesquisa pode ser, bem, astronômico. O Telescópio Espacial James Webbque foi lançado em dezembro de 2021 e buscará as primeiras estrelas e galáxias do universo, teve um preço ultimate de US$ 10 bilhões após muitos atrasos e derrapagens de custos.

O preço da Estação Espacial Internacional, que já recebeu quase 3.000 experimentos científicos em 20 anos, chegou a US$ 150 bilhões, com outros US$ 4 bilhões a cada ano para manter as luzes acesas.

Até mesmo os satélites meteorológicos, que formam a espinha dorsal de nossa infraestrutura de observação baseada no espaço e fornecem medições essenciais para previsão do pace e monitoramento de desastres naturais, custam até US$ 400 milhões cada para construir e lançar.

Orçamentos como esses estão disponíveis apenas para governos e agências espaciais nacionais – ou um clube muito seleto de bilionários amantes do espaço.

Espaço para todos

Opções mais acessíveis agora estão democratizando o acesso ao espaço. Chamado nanossatélitescom carga útil inferior a 10kg incluindo combustível, podem ser lançados individualmente ou em “enxames”.

Desde 1998, mais de 3.400 missões de nanossatélites foram lançados e estão transmitindo dados usados ​​para resposta a desastres, tráfego marítimo, monitoramento de safras, aplicativos educacionais e muito mais.

Uma inovação chave na revolução dos pequenos satélites é a padronização de sua forma e tamanho, para que possam ser lançados em grande número em um único foguete.

CubeSats são um formato amplamente utilizado, com 10 cm de cada lado, que pode ser construído com componentes eletrônicos comerciais de prateleira. Eles foram desenvolvidos em 1999 por dois professores na Califórnia, Jordi Puig-Suari e Bob Twiggs, que queriam que estudantes de pós-graduação tivessem experiência em projetar, construir e operar sua própria espaçonave.

Twiggs diz que a forma e o tamanho eram inspirado through Beanie Small children, uma espécie de bicho de pelúcia colecionável que vinha em uma vitrine cúbica de 10 cm.

Provedores de lançamento comercial como SpaceX na Califórnia e Laboratório de foguetes na Nova Zelândia oferecem missões “rideshare” para dividir o custo de lançamento em dezenas de pequenos satélites. Agora você pode construir, testar, lançar e receber dados do seu próprio CubeSat para menos de US$ 200.000.

O universo na palma da sua mão

Pequenos satélites abriram novas e empolgantes maneiras de explorar nosso planeta e além.

Um projeto em que estamos envolvidos united states CubeSats e técnicas de aprendizado de máquina para monitorar o gelo marinho da Antártida do espaço. O gelo marinho é um componente the most important do sistema climático e medições aprimoradas nos ajudarão a entender melhor o impacto das mudanças climáticas na Antártida.

Patrocinado pelo Programa da Ponte Espacial Reino Unido-Austráliao projeto é uma colaboração entre universidades e institutos de pesquisa da Antártida em ambos os países e uma empresa de satélites sediada no Reino Unido chamada Pináculo World. Naturalmente, chamamos o projeto IceCube.

Pequenos satélites também estão começando a explorar além do nosso planeta. Em 2018, dois nanossatélites acompanhou a missão NASA Perception para Marte para fornecer comunicação em pace actual com o módulo de pouso durante sua descida. Em maio de 2022, o Rocket Lab será lançado o primeiro CubeSat à Lua como precursor do programa Artemis da NASA, que visa pousar a primeira mulher e a primeira pessoa de cor na Lua até 2024.

Pequenas naves espaciais foram propostas para uma viagem a outra estrela. O Tiro Estelar Revelação O projeto quer lançar uma frota de 1.000 espaçonaves de cada centímetro de tamanho para o sistema estelar Alpha Centauri, a 4,37 anos-luz de distância. Impulsionada por lasers terrestres, a espaçonave “navegaria” pelo espaço interestelar por 20 ou 30 anos e transmitiria imagens do exoplaneta semelhante à Terra. Proxima Centauri b.

Pequeno mas poderoso

Com os avanços na miniaturização, os satélites estão ficando cada vez menores.

Os “picossatélites”, do tamanho de uma lata de refrigerante, e os “femtossatélites”, do tamanho de um chip de computador, estão colocando espaço ao alcance de amadores entusiastas. Alguns podem ser montados e lançados para tão pouco quanto algumas centenas de dólares.

Uma empresa finlandesa está experimentando um CubeSat construído de forma mais sustentável feito de madeira. E novos satélites inteligentes, carregando chips de computador capazes de inteligência synthetic, podem decidir quais informações serão transmitidas de volta à Terra em vez de enviar tudo, o que reduz drasticamente o custo de telefonar para casa.

Afinal, chegar ao espaço não tem que custar à Terra.

Este artigo de Shane KeatingProfessor Sênior em Matemática e Oceanografia, UNSW Sydney e Clare KenyonAstrofísico e Comunicador Científico, A Universidade de Melbourneé republicado de A conversa sob uma licença Ingenious Commons. Leia o artigo authentic.

Shane Keating e Clare Kenyon estarão discutindo CubeSats e o programa House Bridge em Design além da Terra: o futuro da observação da Terraum evento presencial e on-line no Scienceworks em Melbourne no domingo, 27 de março, das 12h às 13h.