Een DiskSat is een plaatvormig ruimtevaartuig dat meer vermogen en oppervlakte voor instrumenten kan bieden en NASA meer mogelijkheden biedt om de missiedoelstellingen voor kleine ruimtevaartuigen uit te breiden. Gefinancierd door NASA hebben ontwerpers van kleine ruimtevaartuigen bij The Aerospace Corporation in El Segundo, Californië, de DiskSat-technologiedemonstratie ontwikkeld om een alternatief te creëren voor standaard CubeSats, waarbij de voordelen van het platform behouden blijven en de belangrijkste beperkingen worden overwonnen.
CubeSats zijn populair bij organisaties die geïnteresseerd zijn in het ontwikkelen en lanceren van kosteneffectieve en lanceringsvriendelijke kleine ruimtevaartuigen vanwege hun gestandaardiseerde vorm, volume en ontwerp. Omdat CubeSats in een standaarddoos, ook wel containerisatie genoemd, de ruimte in worden gebracht, lenen de vereenvoudigde interfaces tussen de CubeSat en de draagraket zich gemakkelijk voor goedkope rideshares met frequente en flexibele lanceringsmogelijkheden.
Gedreven door commerciële belangen worden veel CubeSat-subsystemen, zoals communicatie- en navigatiecomponenten, in massa geproduceerd en zijn ze direct verkrijgbaar als kant-en-klare oplossingen. Het compacte, doosachtige ontwerp van CubeSats kan echter beperkingen met zich meebrengen. Hun kleine vorm beperkt het beschikbare oppervlak, beperkt de stroomopwekkingscapaciteit en vermindert de opening voor grote antennes of wetenschappelijke instrumenten die blootstelling aan de ruimte vereisen. Deze fysieke beperkingen kunnen het vermogen van CubeSats om bepaalde missiedoelstellingen te verwezenlijken die meer vermogen of grotere wetenschappelijke instrumenten vereisen, beperken.
Het DiskSat-platform behoudt de containerisatie van CubeSats (met behulp van een standaard lanceercontainer), maar maakt gebruik van een geheel nieuwe vorm: een platte schijf. Voor de eerste demonstratiemissie hebben de DiskSats een diameter van 40 inch (één meter) en een dikte van één inch (tweeënhalve centimeter). DiskSats maken gebruik van standaard CubeSat-subsystemen en maken daarbij gebruik van producten van de CubeSat-industrie. Voor de lancering kunnen veel DiskSats worden gestapeld zodat ze in de neuskegel van een draagraket passen, om zo snel een groep satellieten in een baan om de aarde te brengen.
De basis van elke DiskSat: een aluminium ronde structuur - Foto: The Aerospace Corporation
Net als CubeSats is het ontwerp van DiskSat aanpasbaar. De afmetingen van het ruimtevaartuig kunnen worden vergroot of verkleind om aan te sluiten bij de afmetingen van een draagraket, zonder dat het ontplooiingssysteem hoeft te worden aangepast. Hoewel sommige extra grote onderdelen buiten het oppervlak van de schijf mogen uitsteken, worden in de meeste DiskSat-ontwerpen de elektronica en andere subsystemen die een typisch klein ruimtevaartuig vormen, binnen het interne volume van het ruimtevaartuig geplaatst. Dit is vergelijkbaar met een CubeSat, maar door het grotere volume van het DiskSat-platform is er meer laadvermogen beschikbaar en maakt de vlakke indeling de interne componenten gemakkelijker toegankelijk, wat het bouw- en testproces vereenvoudigt. Door het grote oppervlak bieden DiskSats een hoog vermogen en een grote opening, wat met CubeSats niet mogelijk is. Bovendien behouden DiskSats de voordelen van het CubeSat-ontwerp, zoals een gestandaardiseerde lanceerinterface, lage lanceringskosten en een eenvoudig mechanisch ontwerp.
Toepassingen voor DiskSats
Er zijn verschillende toepassingen die goed aansluiten bij het DiskSat-concept. Met de toename van de mogelijkheden van subsystemen voor kleine ruimtevaartuigen, staan constellaties van kleine ruimtevaartuigen steeds meer in het middelpunt van veel wetenschappelijk onderzoek en technologische demonstraties. Zo zijn satellietconstellaties met een hoog vermogen, een grote opening en een laag gewicht ideaal voor missies waarbij communicatie en radar nodig zijn. Het grote oppervlak van DiskSat is gunstig voor missies waarbij signalen worden verzonden, zoals missies die meerdere radiofrequenties of antennes met een hoog rendement vereisen.
Door elektrische voortstuwing toe te voegen aan het DiskSat-platform is nauwkeurig manoeuvreren in een baan mogelijk. Missies die continue stuwkracht vereisen voor nauwkeurig baanonderhoud, het verhogen of verlagen van de baan, het verlaten van de baan aan het einde van de missie en/of de mogelijkheid om zichzelf van de baan om de aarde naar de baan om de maan te stuwen, zijn allemaal goede kandidaten voor DiskSat-missies. Met zijn vermogen om continu te vliegen met één kant naar de aarde gericht, kan het DiskSat-ruimtevaartuig ook een zeer lage luchtweerstand hebben, waardoor het geschikt is voor missies op lage hoogte, minder dan 300 kilometer, zoals die nodig zijn voor nauwkeurige aardobservatie.
DiskSat-demonstratiemissie
Op donderdag 18 december om 12:03 uur EST werd DiskSat gelanceerd aan boord van een Rocket Lab Electron-raket vanaf het Launch Complex 2 van het bedrijf op Wallops Island, Virginia. De demonstratie zal de prestaties van de DiskSat-ruimtevaartuigen zelf en een gespecialiseerd dispensersysteem evalueren. De dispenser is ontworpen om vier DiskSat-ruimtevaartuigen tijdens de lancering veilig op te brengen en ze vervolgens achtereenvolgens in een lage baan om de aarde te brengen, waar ze manoeuvres zullen uitvoeren. Elke DiskSat is een cirkelvormig, plat ruimtevaartuig met een diameter van één meter en een dikte van één tweeënhalve centimeter, vergelijkbaar met een kleine salontafel. Elk ruimtevaartuig heeft een elektrisch voortstuwingssysteem om baanveranderingen en onderhoud mogelijk te maken. Het ontwerp van DiskSat is ook geschikt voor operaties in een zeer lage baan om de aarde, wat scherpere beeldvorming en detectiemogelijkheden van de aarde kan bieden, evenals communicatieoplossingen met een lagere latentie. DiskSat stimuleert innovatie en commerciële ruimtevaartmogelijkheden in de VS en biedt missieontwerpers nieuwe flexibiliteit, waardoor ze de doelstellingen van NASA sneller en goedkoper kunnen nastreven en bereiken. DiskSats bieden een alternatief platform dat de reikwijdte van toekomstige missies met kleine ruimtevaartuigen voor NASA, de commerciële ruimtevaartindustrie, andere overheidsinstanties en de academische wereld aanzienlijk zou kunnen vergroten. De DiskSat-demonstratie ondersteunt ook de langetermijnplannen van NASA voor voortdurende verkenning van de maan en Mars en bevordert ons vermogen om onze thuisplaneet te bestuderen en beter te begrijpen.
De DiskSat satellieten net voor hun lancering - Foto: The Aerospace Corporation
The Aerospace Corporation, met hoofdkantoor in Chantilly, Virginia, leidt het ontwerp en de ontwikkeling van het DiskSat-concept en het DiskSat-ruimtevaartuig. Het Small Spacecraft & Distributed Systems-programma van NASA binnen het Space Technology Mission Directorate van het agentschap heeft de ontwikkeling van de DiskSat-technologie en de demonstratiemissie gefinancierd. Het programma is gevestigd in het Ames Research Center van NASA in Silicon Valley in Californië. De lancering en de operaties in de ruimte van DiskSat worden gefinancierd door respectievelijk het Rocket Systems Launch Program (RSLP) van de Amerikaanse Space Force en het Space Test Program (STP) van het Department of War. Rocket Lab USA, Inc. uit Long Beach, Californië, levert de lanceringsdiensten. NASA's Wallops Flight Facility, het enige lanceerterrein dat eigendom is van en wordt geëxploiteerd door het agentschap, maakte de missie mogelijk door diensten te leveren zoals tracking, telemetrie en veiligheid op het lanceerterrein om een veilige en succesvolle missie te garanderen.
Bron: NASA
