Egyre több CubeSat kering a Föld körül. Az elektronika fejlődésének köszönhetően az apró műholdak mind többet tudnak. De manőverezni még nem. Egyelőre.
Az 1 literes kockák, különösen pedig 2–3 vagy 6 literes testvéreik egyetemi projektekként is népszerűek, de ma már a legkülönbözőbb területeken komoly tudományos munkára is képesek, a légkör vizsgálatától exobolygók kereséséig. Talán mondanunk sem kell, hogy olyan országok is vannak – nemcsak Magyarország –, amelyek műholdjai 100%-ban ebbe a kategóriába tartoznak. Az apróságok szinte egyetlen hátránya, hogy képtelenek a manőverezésre. Több mérnökcsoport is azon fáradozik, hogy ezt a hiányosságot is kiküszöböljék.
Egyre népszerűbbek a CubeSat kategóriájú műholdak. A kis méret ellenére majdnem mindent tudnak – csak éppen manőverezni nem... (Kép: NASA)
Angelo Cervone (Delfti Műszaki Egyetem, Hollandia) szerint a manőverezésre képtelen CubeSatok már elérték, amit hajtómű nélkül el lehet érni, így a következő logikus lépés a hajtóművek fejlesztése. Kollégáival úgy gondolják, hogy a jég lehet az optimális hajtóanyag. A CubeSat hajtóművéhez 100 gramm jégre van szükség. Amikor a jég a világűrben szublimál, a vízmolekulákat nekivezetik egy forró lemeznek, amelynek nekiütközve felgyorsulnak és tolóerőt fejtenek ki. Szándékaik szerint hajtóművük prototípusát néhány éven belül a világűrben is kipróbálhatják. A legnagyobb problémát az jelenti, hogy a jeget fagyott állapotban tartsák a világűr eléréséig, beleértve a start esetleg több napig tartó előkészületeit, ami trópusi éghajlaton nem egyszerű feladat. Másik lehetőség, ha a vizet a Föld körüli pálya elérése után fagyasztják meg, de ezt műszakilag bonyolultabbnak tartják.
Paolo Lozano csoportja a Massachusetts Műszaki Egyetemen (MIT) foglalkozik CubeSatokhoz alkalmas hajtóművek fejlesztésével. Az ő hajtóművük elektromosan töltött részecskéket (molekuláris ionokat) gyorsít fel, erős elektromágneses térrel. Céljuk az, hogy a hajtóművek ne foglaljanak el 10–30%-nál többet az egy egységes (1U) CubeSat térfogatából. Számításaik szerint 150 gramm hajtóanyaggal magvalósítható, hogy a Föld körüli pályára állított 1U CubeSat saját hajtóművével elérje a második kozmikus sebességet, azaz bolygóközi pályára térjen.
A Massachusetts Műszaki Egyetem csoportjának ionhajtóműve. Az ionos folyadékból egy porózus fémlapon keresztül jutnak ki az ionok, amelyeket erős elektromos térrel gyorsítanak fel. (Kép: MIT / Dan Courtney)
A Michigani Egyetem plazmadinamikai és elektromos hajtóműveket fejlesztő csoportja Alec D. Gallimore vezetésével ugyancsak elektromos töltésű részecskék gyorsításában látja a megoldást, ők a CubeSat Ambipolar Thruster (CAT) hajtóművet fejlesztik. A CAT permanens mágnest használó plazmahajtómű, kb. 10 cm3 térfogattal és 100 W-nál kisebb teljesítményigénnyel. Ideális hajtóműnek tartják legfeljebb 10 kg tömegű nanoműholdak számára.
Más csoportok mellett a Michigani Egyetem is megoldást kínál a problémára, egyszer talán nemcsak rajzon, hanem a világűrben is láthatóak lesznek a fúvókával felszerelt CubeSatok. (Kép: Michigani Egyetem)
Cervone szerint a különböző elven működő CubeSat hajtóművek egyidejűleg is létezhetnek, a küldetés típusa döntheti el, melyik a legalkalmasabb megoldás. A jó hatásfokú, de kis tolóerejű hajtóművek az interplanetáris CubeSatokhoz lehetnek jók, míg a Föld körüli pálya megváltoztatásához a nagyobb tolóerejű, de rövidebb működési idejű jéghajtómű lehet optimális. Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
A Masat–1 visszatért a Föld légkörébe
CubeSat a „nagyoknál” is
Űrszemét-gyarapító kisműholdak
Hiperspektrális távérzékelés miniben?
Masat és műegyetemi fiatalok
Tízezerszer a Föld körül
Egy nagy kémműhold és tizenkét másik kicsi
Huszonkilencet egy csapásra!
Most meg harminckettőt egy csapásra!
Szokatlan hajtóanyag CubeSatoknak: a jég (New Scientist)
Hajtóművek fejlesztése a Delfti Műszaki Egyetemen
Ionhajtómű fejlesztése a Massachusetts Műszaki Egyetemen (MIT)
A Michigani Egyetem plazmadinamikai és elektromos hajtóműveket fejlesztő csoportja
Az ESA CubeSat oldala
A BME CubeSat oldala (Masat–1)
Mi lenne, ha az ön csapata építené meg az első olyan európai CubeSatot, amely egy kisbolygókettőshöz indul 2020-ban? 
