Что такое CubeSat (кубсат)

Цель проекта CubeSat состояла в том, чтобы сократить стоимость и время разработки спутников, повысить доступность запусков. Поэтому был разработан формат CubeSat, который представляет собой класс спутников, которые имеют стандартный размер и форму. Для данного формата была принята единица измерения «U» («unit»). CubeSat 1U представляет собой куб со стороной 10 см и массой до 2 кг (рис. 1). 

Одно из важных требований к такому формату - монолитность структуры космического аппарата, т.е. CubeSat не может содержать отделяемых частей. Это условие позволяет уменьшить образование космического мусора на орбитах Земли. Ещё одним важным условием для комплектации CubeSat является то, что на борту аппарата запрещено устанавливать взрывные устройства или резервуары со взрывоопасными веществами, а также баки под давлением более 1,2 атмосфер. Это ограничивает спектр возможной аппаратуры (в первую очередь, двигательных установок), но зато создаёт возможность запуска аппаратов с борта Международной космической станции без угрозы для экипажа. Такая схема запуска считается перспективной в свете простоты изготовления аппаратов, развивающейся технологии создания формаций спутников и регулярности запусков транспортных кораблей к МКС.

Конструктивно CubeSat представляет собой алюминиевый каркас, внутри которого располагаются:

• модуль центрального процессора; 
• радиоканал;
• антенно-фидерные устройства;
• система питания;
• аккумуляторы и контроллер заряда;
• солнечные батареи. 
• система определения положения спутника; 
• система коррекции его положения. 

В качестве полезной нагрузки кубсата может выступать фотокамера, различные датчики для измерения, например, магнитного поля Земли. Часто наноспутники используют для испытания новых технологических решений в условиях реального космоса, чтобы потом применять их в более крупных космических аппаратах. А в 2006 году в рамках миссии GeneSat-1 на борту кубсата обеспечивалась жизнедеятельность бактерий (рис. 2).

На сегодняшний день для запуска спутники комплектуются в сборки (рис. 3). В зависимости от количества аппаратов вес такой сборки будет составлять от 2 до 24 кг.

Безусловно, ограничения, которые наложены на формат CubeSat снижают функциональность аппаратов и диапазон потенциальных задач, которые они могли бы решать на орбите. Но в тоже время такими маленькими аппаратами можно легко составить большую группировку спутниковых систем, в которой задачи будут распределены между различными аппаратами. Спутников в такой группировке может быть несколько сотен, при этом они будут взаимодействовать друг с другом и реагировать на команды, как единый организм.

Использование единого формата CubeSat удобно для проектирования наноспутников. Они просты в изготовлении, низкие по стоимости запуска за счет небольшого веса, имеют стандартные форму и размер, что удобно для установки аппарата на ракету-носитель.

МКА имеют и недостаток: на них редко устанавливаются активные системы управления (двигательные установки, маховики или гиродины), из-за этого срок службы аппаратов сокращается в 3 или 4 раза, по сравнению с крупными аппаратами. Сейчас разрабатывают малогабаритные двигатели для коррекции и поддержания орбиты МКА.