ますます高性能になるスマートフォンをもたらした電子機器の進歩と同じ進歩が、NASA がより機敏に宇宙を探査するのに役立っています。
エンジニアたちは、携帯電話向けに開発された低コストで高度に統合された部品を活用し、手のひらに収まるほど小型の衛星を開発しています。従来の衛星よりも製造が容易で打ち上げコストも低く、宇宙で使用される他の技術の試験場としても活用されています。
この技術により、「迅速で、費用対効果が高く、革新的なミッションが可能になります。より迅速に新しいことに挑戦し、はるかに大型の宇宙船では取らないようなリスクを取ることができます。また、あらゆるサイズの宇宙船に役立つ可能性のある新技術の開発とテストのためのプラットフォームとして活用しています」と、ワシントンD.C.のNASA本部で小型衛星プログラムを率いるアンドリュー・ペトロ氏は述べています。
彼は最近、シリコンバレーのNASAエイムズ研究センターで講演し、そこでは小型衛星の研究成果の一部が展示された。
ここで行われている研究の代表例が、4月上旬に国際宇宙ステーションから打ち上げられる予定の「Nodes」と呼ばれる2つの「キューブサット」です。それぞれ直径10センチメートル、長さ17センチメートル、重さ2キログラムです。
これらは低コストエンジニアリングの典型です。オープンソースの Android OS を実行し、アンテナには金属製の巻尺の細片を使用しています。これは、打ち上げ時には折りたたんでおき、必要なときに自動的に立ち上がるため、キューブサット製造業者に人気の選択肢です。
ノード衛星は地球を周回しながら、互いに、そして地上局との間で情報を中継します。ある時は片方が主導権を握り、通信を調整し、またある時はもう片方が主導権を握ります。これは、より柔軟なネットワークシステムのテストであり、 NASAが複数の宇宙船が相互に通信し、地球にデータを中継するための最適な方法を見つけるのに役立ちます。
これまで、ほとんどの衛星は独立して動作していたため、この点は大きな懸念事項ではありませんでしたが、キューブサット プロジェクトでは、複数の衛星が連携して動作することができます。
カリフォルニア州エルセグンドにあるエアロスペース社の超小型衛星システム部門のディレクター、リチャード・ウェル氏は、そうしたプロジェクトの1つであるエアロキューブ6には、宇宙での放射線測定を行う2機のキューブサットが含まれていると述べた。同社はNASAと協力している。
マーティン・ウィリアムズ エアロスペース社の超小型衛星システム部門のディレクター、リチャード・ウェル氏は、2016年3月8日にシリコンバレーのエイムズ研究センターで行われた説明会で、光通信・センサー実証（OCSD）衛星の模型を手に持っています。
単一の宇宙船では、放射線量の上昇が特定の時間に発生した何らかの事象によるものなのか、それとも宇宙船が放射線量が増加した地域を通過しただけなのかを判断することは不可能です。2機の宇宙船があれば、それぞれがわずかに異なる時間と場所で測定を行うため、その判別が容易になります。キューブサットを複数搭載することで、さらに高い精度が得られます。
「単一の宇宙船では収集できない種類のデータがあるが、多数の宇宙船であれば収集できる」とヴェレ氏は語った。
AeroCube 6は2基の衛星を使用しますが、複数のプロジェクトではより多くの衛星を連携させて運用する計画があります。Nodesミッションはこうした取り組みに不可欠なものであり、少数のキューブサットが互いに通信するための最も効率的な方法を見つけるのに役立ちます。
衛星が小型で低コストだからといって、宇宙での使用に適していないわけではありません。エイムズ研究センターのラボでは、キューブサットが打ち上げ、展開、そして宇宙での生活という過酷な条件に耐えられるよう、厳しい試験が行われています。
マーティン・ウィリアムズ 2016 年 3 月 8 日、シリコンバレーの NASA エイムズ研究センターにあるキューブサットの大気圏試験室。
「私たちは『振って、焼いて、時には壊す』とよく言います」と、研究室を運営するリン・ホフランドさんは言う。
振動、衝撃、重力加速度、極寒、真空中での生存能力をテストするための機械が備わっています。
NASA は将来のキューブサットミッションのスケジュールを忙しく抱えており、企業、大学、その他の組織によって他のプロジェクトが計画され、運用されています。
エレクトロニクスの革新により、ハンドヘルド コンピューターに新しい機能がもたらされ続けるため、ホフランド氏のシェイク アンド ベイク ラボは、当分の間、忙しくなるでしょう。
