CubeSat

CubeSat on yhdysvaltalainen nanosatelliitti-tyyppi. Nimitystä CubeSat käytetään usein myös sitä käyttävistä satelliiteista. Monet CubeSatit ovat amatöörien, kuten yliopisto-opiskelijoiden, rakentamia.
Cubesat-satelliitti on yleensä osa teknillisen korkeakoulun tai ammattikorkeakoulun opiskelijoiden opintoja ja lopputöitä. Se on myös uudenlainen opetuskeino, jossa opiskelija oppii akateemisen opiskelunsa ohessa työelämän kansainvälistä projektitoimintaa monipuolisesti.
Cubesatit ovat luoneet laajemman kansainvälisen opiskelijayhteisön kuin mikrosatelliitit 1980-luvulla. Tämän puitteissa järjestetään kansainvälisiä konferensseja , joissa opiskelijoilla on mahdollisuus pitää puheita. Alalle on syntynyt yliopistojen spin-off-yrityksiä, jotka pyrkivät kaupallistamaan Cubesatien suunnittelussa syntyneitä teknologioita.
Radioamatöörit ovat ottaneet Cubesatin käyttöönsä kuten mikrosatelliitit 1980-luvulla. Satelliittien maa-asemille on luotu globaali verkosto.
Cubesatit ovat herättäneet paljon julkista kiinnostusta ja pohdintoja, ovatko ne käyttökelpoisia eri avaruustieteissä , esimerkiksi planeettalennoilla. Yhdysvaltain asevoimat on alkanut tutkia niiden käyttöä sotatekniikassa ja siksi se sponsoroi yhdysvaltalaisten yliopistojen Cubesat-tutkimusta.
Tekniikkaa.
"CubeSat"-satelliitit ovat yhden litran volyymin (10 cm x 10 cm x 10 cm) omaavia ja alle yhden kilogramman (nykyisin 1,3 kg) painoisia satelliitteja, joiden ensiversion kehitti vuonna 1999 CalPolyn eli California Polytechnic State Universityn lentotekniikan professori Jordi Puig-Suari. CalPoly on edelleen johtava CubeSat-toiminnan kehittäjä. Myös Stanfordin yliopisto on avustanut maailmanlaajuista CubeSat-yhteisöä. EU:ssa Euroopan avaruusjärjestö on avannut oman "CubeSat-toimiston".
Vuonna 2004 CubeSat-satelliitin laukaisu maksoi 65 000–80 000 dollaria. Cubesateja on laukaistu tai yritetty laukaista avaruuteen yli 50 kappaletta ja noin sata on kehitteillä.
Satelliittien lukitus- ja irrotusjärjestelmä on yleensä Pico-Satellite Orbital Deployer (P-POD), jonka kehitti ja jota myy CalPoly.. Euroopan komissio pyrkii 7. puiteohjelman belgialaisvetoisen QB50-projektin avulla kehittämään eurooppalaista CubeSat-tekniikkaa myös lukitus- ja irrotusjärjestelmän osalta.
Satelliittien eri alijärjestelmiä valmistavia yrityksiä on syntynyt sekä Eurooppaan että Yhdysvaltoin, esim. Clyde Space tai Andrews Space, joka myy esim. satelliittirunkoja, tietokoneita ja simulaattoreita.
Sveitsiläinen Lausannen teknillinen korkeakoulu oli vuonna 2012 kehittämässä Cubesateille sopivaa ionomoottoria, joka mahdollistaisi lennot esim. Kuun kiertoradalle.
Cubesat-historiaa.
Nanosatelliitteja on laukaistu 1990-luvun lopusta alkaen, mutta Cubesateja vasta vuodesta 2003 lähtien.
Vuosi 2003.
30.6.2003 laukaistiin 5 Cubesatia Rockot-raketilla Plesetskin kosmodromilta
Vuosi 2004.
Vuonna 2004 ei tehty Cubesat-laukaisuja.
Vuosi 2005.
27. lokakuuta 2005 Kosmos-3M-raketti laukaisi Plesetskistä 3 Cubesatia yhdessä ESAn sponsoroiman SSETI Express-mikrosatelliitin kanssa
Vuosi 2006.
21. helmikuuta 2006 japanilainen Mu-raketti nosti yhden CubeSatin
26. heinäkuuta 2006 epäonnistui Dnepr-raketin laukaisu, joka tuhosi 14 CubeSate|ia
16.12.2006 yksi CubeSat lensi Minotaur-1 raketin koelennolla
Vuosi 2007.
17.4.2007 Dnepr laukaisuu 7 CubeSatia
Vuosi 2008.
28. huhtikuuta 2008 Intian Polar Satellite Launch Vehicle laukaisu 6 CubeSatia osana Nanosatellite Launch System-projektia
3.8.2008 yritettiin laukaista 2 NASA Amesin CubeSatia Falcon 1-raketilla, laukaisu epäonnistui 
Vuosi 2009.
23. syyskuuta 2009 laukaisi PSLV-raketti 4 CubeSatia
Vuosi 2010.
20. toukokuuta 2010 Japanin Planet-C-luotaimen mukana laukaistiin H-2-kantoraketilla Tanegashimasta:
12. heinäkuuta 2010 PSLV-raketti laukaisi kolme Cubesatia
19.11.2010 Yhdysvaltain ilmavoimien Minotaurus IV-kantoraketti laukaisi Alaskasta 
8. joulukuuta 2010 Falcon 9 laukaisi koelennollaan Cubesatit:
Vuosi 2011.
Vuonna 2011 tehtiin yksi epäonnistunut ja kaksi onnistunutta rakettilaukaisua. 
4. maaliskuuta 2011 tehtiin epäonnistunut Taurus-laukaisu, jonka päähyötykuorma on NASAn Glory. Syynä tuhoon oli kantoraketin nokkakartio, joka ei auennut. Raketin kyydissä tuhoutui myös kolme CubeSatia: 
12.10.2011 intialais-ranskalaisen Megha-Tropiques-sääsatelliitin laukaisun mukana lensi avaruuteen Sriharikotasta PSLV-kantoraketin kyydissä seuraavat Cubesat-satelliitit
27.10.2011 NPP-sääsatelliitti laukaistaan Delta II-raketilla Vandenberg Air Force Station-tukikohdasta. Mukana lentävät seuraavat Cubesatit: 
Vuosi 2012.
13. tammikuuta 2012 ESAn Vega-kantoraketin ensimmäinen laukaisu vei seuraavat CubeSatit avaruuteen 
21.7.2012 JAXA laukaisi HTV 3- eli Kounotori 3-rahtialuksen ISS-avaruusasemalle, josta lähetettiin kiertoradoilleen seuraavat Cubesatit:
Ne "laukaistiin" kieroradoilleen 11. lokakuuta 2012 avaruusasemalta.
13. syyskuuta 2012 yhdysvaltalainen Atlas 5-raketti laukaisi Vandenbergin sotilastukikohdasta sotilaallisten satelliittien kanssa seuraavat yhdysvaltalaiset Cubesatit:
Suunnitelmia.
Heinäkuussa 2010 astronautti T. Kopran vieraillessa Aalto-yliopistossa ilmoitettiin, että TKK oli suunnittelemassa vuonna 2013 laukaistavaa nanosatelliittia, Aalto-1.. Laukaisuajankohdaksi arvioitiin vuotta 2014, mutta suunnitelma toteutui vasta kesäkuussa 2017.
Eteläkorealainen taiteilija Song Hojun rakensi kuudessa vuodessa elektroniikkayritysten jätteistä keräämistään komponenteista ja 500 dollarilla ostamistaan komponenteista pienen Cubesatin, jonka hän aikoaa laukaista jonkin kantoraketin kyydissä vuoden 2012 lopussa, tosin laukaisu maksaa kymmeniä tuhansia dollareita.
Vuoden 2011 puolivälissä piti lähteä intialaisella PSLV-kantoraketilla myös BRITE-Cubesat, joka on Itävallan, Puolan ja Kanadan yhteinen satelliittihanke. Tämä lento voi toteutua vuonna 2012.
NASA on ilmoitti aikoinaan halustaan laukaista Planetary Societyn LightSail-1-satelliitti avaruuteen vuonna 2011. Tämä myöhästynyt laukaisu voi tapahtua vuonna 2012.
SADAF SAT-satelliitti, jonka toteutti Pakistan Student Satellite Program, piti laukaista avaruuteen vuonna 2011. Hankkeessa on mukana useita yliopistoja. Projekti alkoi vuonna 2007. Tämä laukaisu voi tapahtua vuonna 2012.
Englannin avaruusjärjestö päätti kesällä 2010 rahoittaa UKube-1-nanosatelliitin (5 kg) toteutuksen. Se on Englannin ensimmäinen Cubesat. Se piti laukaista vuoden 2011 jälkipuolella. Toisin kuin monissa muissa maissa, satelliittia ei rakenna yliopisto vaan Clyde Space -niminen skotlantilainen yritys.
AMSAT UK:n eli englantilaisten radioamatöörien FUNcube laukaistaneen vuoden 2012 jälkipuolella.
Cubesatit, jotka olivat kehitteillä vuonna 2011, mutta joiden laukaisuvuosi on tuntematon.
Yhdysvallat laukaisee vuosina 2014-2016 kaikkiaan 24 Cubesatia NASAn "CubeSat Launch Initiative"-ohjelman (CSLI) puitteissa. Yksi näistä on NASA Amesin EcAMSat-satelliitin, joka tutkii mm. kolibakteereita avaruusolosuhteissa.
Laukaisimet.
Vuonna 2010 Yhdysvaltain armeija kehitti 20 kg hyötykuorman kiertoradalla nostavaa kantorakettia (Multipurpose Nanomissile System), jota aiotaan käyttää lukuisten hyvin pienten (muutama nanosatelliitti tai kymmeniä pikosatelliitteja) satelliittien laukaisuun. Yhdysvaltain maavoimat on tilannut kehitystyötä vuodesta 2008 alkaen Huntsvillessä toimivilta Colsa Corp. ja Dynetics Corp. yhtiöiltä 7 miljoonalla dollarilla ja aikoo panostaa 17 miljoonaa dollaria lisää. Tämä tuskin riittää kantoraketin kehittämiseen, mutta voi aikaansaada muiden samanlaisten kehitysprojektien alkamisen muualla maailmassa, vaikka nykyisillä pienillä kantoraketeilla pystytään laukaisemaan huokealla pieniä satelliitteja etenkin useiden satelliittien yhteislaukaisuissa.
Yhdysvalloissa on esitetty, että esim. suihkuhävittäjä voisi ohjuksella laukaista avaruuteen hyvin pieniä satelliitteja. Idea ei ole uusi, mutta aiemmin ei ole ollut käytössä yhden kilogramman painoisia satelliitteja, joiden kohdalla tällainen laukaisu voi olla helpompi toteuttaa kuin esim. Pegasus-laukaisu, joka vaatii suuren kuljetuskoneen laukaisualustakseen. Yksityinen yritys on vuonna 2011 harkinnut nanosatelliittien laukaisua ohjuksilla, jotka laukaistaan korkealla lentävästä Lockheed F-104 Starfighter-lentokoneesta.
Vuoden 2011 alussa Spaceflight Services ja Innovative Space Logistics BV mainostivat laukaisupalveluyhteistyöstään nimenomaan mikro- ja nanosatelliittien parissa, jossa markkina on jaettu siten, että Spaceflight Services myy Yhdysvalloissa ja toinen yhtiö EU:ssa. Spaceflight Services-yhtiön kotisivulta ei käy ilmi, mitä jos mitään kantorakettia yhtiö välittää. Eurooppalainen yhtiö on ilmeisesti välittänyt neljä Cubesatin intialaiseen kantorakettiin, joka laukaistiin vuonna 2009. Sen sivustolla on alustava aikataulu vuoteen 2014 asti Cubesat-satelliittien laukaisumahdollisuuksista venäläisillä, yhdysvaltalaisilla ja intialaisilla raketeilla. Helmikuussa 2012 NASA valitsi käydyn kisan perusteella 33 Cubesatia NASAn laukaisujen lisähyötykuormiksi, ts. yliopistot jne. saavat ilmaisen laukaisun NASAlta. Heinäkuussa 2012 Virgin Galactic-yhtiö teki Surrey Satellite Technology-yhtiön Yhdysvaltain yksikön kanssa yhteistyösopimuksen Virgin Galactic-yhtiön kaavaileman Launcher 1-laukaisimen optimoinnista Cubesat-satelliitteja varten.
NASA tukee yhdysvaltalaisia CubeSateja "Educational Launch of Nanosatellites" (ELaNa) projektinsa kautta, sen avulla yliopistot saavat ilmaisia laukaisuja NASAn tiedesatelliittilaukaisujen ohessa. Ensimmäinen tällainen oli GLORY-satelliitin laukaisu vuoden 2011 alussa. Elokuussa 2011 NASA aloitti uuden Cubesat-laukaisualoitteen. Kesällä 2012 NASA ilmoitti uudesta ilmaisten yhdysvaltalaisten Cubesat-laukaisujen sarjasta vuosina 2013–2016, aiemman aloiteensa rahoituksella NASA laukaiseen jopa 64 Cubesat-satelliittia lähivuosina.
Kesällä 2013 NASA ilmoitti sen kehittämän Cubesat-sovittimen olevan valmis käyttöön.
GENSO.
ESA ja muutama muu iso avaruusjärjestö ovat luoneet avaruusalan International Space Education Board-koulutusfoorumin, jonka alla toimii GENSO-projekti (Global Educational Network for Satellite Operations), joka pyrkii edesauttamaan piensatelliittien kehittämistä opiskelijavoimin. GENSOa johtaa AMSAT ja ESAn Education office. Se mm. antaa mahdollisuuden käyttää toisen piensatelliittiprojektin maa-asemaa, jos oma maa-asema on rikki. GENSOn toiminta keskittyy maa-asemiin ja tietoliikenteeseen.
Uusia kuutioita.
Esim. PQ-Gemini-satelliitit ovat kuution muotoisia, mutta niiden särmä on vain 5 cm ja ne painavat 120 grammaa.
Myös 6U-kokoisia (10 cm x 20 cm x 30 cm) Cubesat-satelliitteja on tekeillä, mm. Australiassa 
Bostonin yliopisto on kehittämässä omaa suurempaa satelliittia, jonka alijärjestelmät olisivat (epäitsenäisiä) Cubesateja, projektin nimi on Boston University Student Satellite for Application and Training (BUSAT). Se on osa yhdysvaltalaista Reinventing Space-aloitetta, jossa pyritään saamaan aikaan enemmän satelliittilentoja vähemmällä rahoituksella.