اگر همه چیز طبقِ برنامه پیش برود، در ۶ جولای ۲۰۱۶، یک بسته‌ی حدود ۱۰۰ تایی چیپ‌ست”chipsat” به ایستگاهِ بین المللیِ فضایی پرتاب خواهدشد. هر کدام از این چیپ-ست‌ها به اندازه ۵ در ۵ سانتیمتر می‌باشند. طیِ چند روز آزمایش، این ماهواره‌های کوچک اطلاعاتی را در مورد انرژی ذخیره شده و جهت یابِ خود به زمین ارسال خواهندکرد. بعد از انجام این کار این ماهواره‌ها از مدار خارج و در جو زمین خواهند سوخت.
چیپ‌ست‌ها، مربع‌هایی مسطح به قطر ۳٫۲ سانتیمتر و وزن ۵ گرم، به عنوان پروژه‌ی دکترای یک دانشجو طراحی شده بودند. با این حال، این آزمایش قدم کوچکی برای ماموریتِ بزرگترِ Breakthrough Starshot است که توسط ملیونری بنام یوری میلنر Yuri Milner رهبری می شود. هدف این عملیات ارسال کاوشگرهای کوچک به یک سفر بین ستاره‌یی است!
بِرِت استریت‌من Brett Streetman، مهندس هوا-فضای آزمایشگاه Charles Stark Draper در کمبریج ایالت ماساچوست، که در رابطه با امکانِ ارسال این چیپ‌ست‌ها به قمر اروپا (یکی از ماههای مشتری) تحقیقاتی انجام داده است، می گوید: “ما بسیار هیجان زده هستیم. این آزمایش تجربه‌ی پرواز برای چیپ‌ست‌ها ایجاد می‌کند و این تجربه به دیگران ثابت می کند که چیپ‌ست‌ها پتانسیل کاربردی بالایی دارند.”
International Space Station ISS
این کاوشگرها کوچکترین عضو خانواده‌ی رو به رشدِ ریزماهواره‌ها هستند. از سال ۲۰۰۳، محققان صدها ماهواره‌ی کوچکِ مکعبی‌شکل به قطر ۱۰ سانتیمتر را به فضا پرتاب کرده اند. تنها در سال ۲۰۱۵ شمار ۱۲۰ دانه از چنین ریزکاوشگرهایی به فضا پرتاب شد. مهندس جیکان تنگا Jekan Thanga دانشگاهِ ایالتی آریزونا در حال حاضر بر روی ماهواره‌های کوچکتری به نام “femtosatellite” کار می کند که قطرشان ۳ سانتیمتر است. او می گوید که این ماهواره‌ها توانایی‌های تکنولوژیکی اولین ریزماهواره‌های مکعبی را دارند. چیپ‌ست‌ها که کوچکتر و کم هزینه تر هستند به عنوان سنسورهای یک بار مصرف استفاده می شوند تا محیط‌هایی را کاوش کنند که برای انسان‌ها مرگ‌آفرین است، مناطقی همچون حلقه‌های اطراف زحل ازین جمله اند.
به گفته‌ی تنگا “اینها قسمتی از ابزارهای تازه برای نسل‌های بعدی برنامه‌‌های فضایی اند.”
آزمایشِ پیشِ رویِ ما کِک سَت دو KickSat-2 نام دارد و دومین تلاش پروژه‌یی است که توسط محققان دانشگاه کورنل Cornell در اتاکا Ithaca طراحی شده بود. فضاپیمای کِک سَت یک KickSat-1 در ۱۸ آوریل سال ۲۰۱۴ پرتاب شد. اندازه کک ست ۱ به اندازه یک جعبه کفش بود. اما به علت اینکه اشعه‌های کیهانی ساعتِ پرتابگر را از کار انداخت، کِک‌ست ۱ نتوانست محموله‌ی خود را که شامل ۱۰۴ چیپ‌ست بود باز کند. فضاپیما از مدار خارج شد و با چیپ‌ست‌هایی که داشت از بین رفت.
ذَکَری مَنچِستِر Zachary Manchester، از مهندسین هوا-فضای دانشگاه کورنل که ساختِ این ماهواره‌ها پروژه‌ی دکترای وی بود، بعد از شکستِ عملیات کک‌ست ۱ می‌گوید “خیلی ناامید شده بودم.” اما خوشبختانه قطعاتِ یدکی به اندازه‌ی کافی باقی مانده بود که بتوان به سرعت و به راحتی نمونه‌ی دومی از آنها ساخت.
چپ‌ست‌ها که به آن ها اسپِرایت Sprite می گویند، یک جفتِ ۶۰ میلی آمپری سلول خورشیدی، یک رادیو و یک آنتن حمل می کنند. اسپِرایت‌های کیک‌ست ۲ توانایی این را دارند که به سمت خورشید و یا برعکس آن حرکت کنند. جریان برق از یک سیم‌پیچ عبور کرده و چِیپ را به یک عقربه قطب‌نما تبدیل می‌کند. با انجام این کار چیپ‌ست می‌تواند خود را با میدان مغناطیسی زمین هم جهت کرده و در مرحله‌ی بعدی، کاوشگر می‌تواند جهتِ خود را کنترل کند. کاوشگرها را می توان از ایستگاه فضایی بین المللی برنامه ریزی نمود.
نمونه‌های اولیه‌ی اسپِرایت‌ها ثابت کرده است که آنها می‌توانند از سختی‌های موجود در فضا جان سالم بِدَر برند. در سال ۲۰۱۱، سه عدد از آنها را به دیوار بیرونی ایستگاه فضایی نصب کردند. در سال ۲۰۱۴ زمانی که دانشمندان آنها را از دیوار باز نمودند، چیپ‌ست‌ها هنوز سالم بود.
قطعات الکترونیکی آنها به اندازه‌یی قوی است که دماهای شدید و خلاءِ فضا آنها را از بین نمی‌برد و این از نظر میسون پِک Mason Peck، مهندس هوا-فضایی که تیم چیپ‌ست‌های دانشگاه کورنل را هدایت می کند، “موفقیت بزرگی است.” اما در پرواز به فضاهای دورتر، قطعات الکترونیکی فعلی ممکن است در اثر تشعشعات فضایی تخریب شوند. مهندس پِک می گوید “برای مقاومت در برابر تشعشعات، راه‌هایی موجود هست اما هزینه‌ی بالایی دارد و هدف ما هزینه‌ی بالا نیست. مسلماً نمی خواهید یک ماهواره‌ی خیلی گران قیمت بسازید. فقط باید تعداد یک میلیون از آنها را پرتاب کنید، اگر فقط ۱% از آن ها سالم ماند آن وقت همه چیز به خوبی پیش رفته و آمار و ارقام به نفع شما عمل کرده است.”
اسپِرایت‌ها در نزدیکی زمین هم می‌توانند کارهای زیادی انجام دهند. پِک می‌گوید که این ماهواره‌های کوچک می توانند برای پژوهش روی زباله‌های فضایی و اینکه زباله‌های کوچک چگونه رفتار می کنند بکار گرفته شوند. این قطعات مسطح و کوچک، مثل پَرِ روی زمین، به راحتی به هر طرفی کشیده می شوند. پِک می گوید: “ما در مدل کردن این رفتار خیلی خوب نیستیم.” پروژه‌ی احتمالیِ دیگر این است تا با کمک اسپِرایت‌ها نقشه‌ی با کیفیت بالایی از میدان مغناطیسی زمین ایجاد شود.
جفری لاو Jeffrey Love، متخصص ژئوفیزیک سازمان زمین شناسی آمریکا، که در رابطه با خاصیت مغناطیسی زمین مطالعه می کند، با چنین پروژه‌یی موافقت کرده می گوید :”این می‌تواند بسیار مفید باشد. اگر ایده آل فکر کنیم، ما می‌خواهیم همیشه و در همه جا میدان مغناطیسی زمین را اندازه گیری کنیم. استفاده از چیپ‌ست‌ها می تواند قدمی در این راستا باشد.”
برای هدف دراز مدتِ سفر بین ستاره ای، چیپ‌ست‌هایی لازم است که ظرفیت ارتباطات لیزری بیشتری داشته باشند. پِک و منچِستِر که هر دو در کمیته‌ی مشورتی استارشات Starshot فعالیت می کنند، می گویند که چنین هدفی می تواند ممکن باشد.
پِک می گوید :”ما راه سختی را پیموده‌ایم تا ثابت کنیم که می توانیم کاوشگرهای کوچک ولی کارایی داشته باشیم.”
لینک نوشته اصلی: http://www.scientificamerican.com/article/tiny-chipsat-spacecraft-set-for-first-flight/
