CubeSat là một vệ tinh thu nhỏ được tạo thành từ một hoặc nhiều ‘đơn vị’ có kích thước tiêu chuẩn. Mỗi đơn vị có kích thước chỉ 10 cm×10 cm×10 cm và nặng chưa đến hai kg. Chúng được sản xuất nhanh chóng và rẻ tiền và có thể mang theo tất cả các loại nhạc cụ trên máy bay. Gần 2000 tàu vũ trụ nhỏ bé này có đã được đưa ra trong không gian; trong khi những thứ này chủ yếu hoạt động một mình, sự phát triển công nghệ trong những năm gần đây có nghĩa là chúng ta có thể sớm sử dụng ‘bầy đàn’ gồm hàng chục CubeSats hoạt động tự chủ.
Có thể cầm một thiết bị CubeSat trong một tay
“Trong bốn năm qua, chúng tôi đã chứng minh rằng CubeSats có thể giao tiếp hiệu quả với nhau thông qua các liên kết giữa các vệ tinh và chúng tôi có những phát triển thú vị trong chương trình công nghệ của mình để kiểm soát chuyển động của chúng theo mọi hướng”, Roger Walker, người đứng đầu CubeSat của ESA giải thích. Đơn vị hệ thống “Khi bạn kết hợp động cơ đẩy được kiểm soát tốt này với các liên kết giữa các vệ tinh và điều hướng dựa trên hình ảnh hoặc vô tuyến, từ góc độ phần cứng, bạn có thể bay theo đàn. Tất cả những gì còn lại là giải quyết các thách thức trong phần mềm để hướng dẫn, kiểm soát và quản lý an toàn cả đàn.”
CubeSats bay cùng nhau
Các đám CubeSat có thể vượt trội hơn rất nhiều so với các hệ thống tàu vũ trụ cổ điển hoặc thậm chí chạm tới các lĩnh vực ứng dụng hoàn toàn mới mà các cấu hình cổ điển không thể giải quyết được. Đây là lý do tại sao ESA đang yêu cầu ý tưởng sáng tạo của bạn cho các khái niệm nhiệm vụ mới được kích hoạt bởi bầy CubeSats. Các mở kêu gọi ý tưởngđang được điều hành bởi yếu tố Chuẩn bị trong Hoạt động Cơ bản của ESA thông qua Nền tảng Đổi mới Không gian Mở (OSIP), hoan nghênh các ý tưởng cho cả ứng dụng khoa học và thương mại.
Roger: “Chúng tôi thực sự khuyến khích các đề xuất từ các tập đoàn – quan hệ đối tác giữa ngành công nghiệp và viện nghiên cứu – bởi vì theo kinh nghiệm của chúng tôi, điều này dẫn đến các khái niệm thực tế từ quan điểm kỹ thuật, đồng thời tập trung vào các ứng dụng thú vị.”
Yếu tố chuẩn bị trong các hoạt động cơ bản của ESA
Có hai loại bầy bạn có thể xem xét. Một là một bầy phân tán, trong đó nhiều CubeSats bay theo đội hình, được kết nối bằng các liên kết giữa các vệ tinh và sử dụng các kỹ thuật xử lý dữ liệu tích hợp để tạo ra một đầu ra duy nhất được gửi trở lại Trái đất. Giải pháp thay thế là một bầy tổng hợp, trong đó các điểm hẹn CubeSats riêng biệt và gắn kết với nhau, có khả năng với một trung tâm trung tâm lớn hơn, để tạo thành một tàu vũ trụ mô-đun lớn hơn có thể tự (tái) lắp ráp chính nó. Cả hai loại bầy đàn đều cho phép chúng ta vượt qua giới hạn về kích thước và trọng lượng của tên lửa mang chúng lên vũ trụ, đồng thời có thể thách thức các phương pháp và hoạt động thiết kế tàu vũ trụ cổ điển.
Bầy đàn có thể đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng trong thiên văn học, vật lý thiên văn, quan sát Trái đất và viễn thông. Ví dụ, một bầy có thể hoạt động như một kính viễn vọng lớn trong không gian hoặc nó có thể đo lường mức độ gió mặt trời thay đổi trong không gian. Điều này có thể được thực hiện gần Trái đất hoặc trong không gian sâu. Bầy đàn cũng có thể cung cấp các hình thức viễn thông và viễn thám cải tiến, rẻ hơn hoặc mới lạ cho các ứng dụng thương mại và khoa học Trái đất.
“Khái niệm sử dụng cụm CubeSat cho nhiều nhiệm vụ khác nhau chưa bao giờ có một cuộc gọi công khai chuyên dụng trước đây tại ESA. Tôi rất vui mừng được xem kết quả từ cuộc gọi này. Các cuộc gọi công khai trước đây đã dẫn đến những ý tưởng mà chúng tôi chưa bao giờ nghĩ tới, và chắc chắn chúng tôi sẽ vượt qua ranh giới của công nghệ tiên tiến nhất, dẫn đến những bước đột phá mới.” – Roger Walker
Ra mắt ý tưởng của bạn
Các kêu gọi ý tưởng sẽ mở cửa cho đến ngày 17 tháng 2 năm 2023. Bạn có thể tìm thấy đầy đủ chi tiết và thông tin cập nhật về thời gian, quy trình và điều kiện thông qua OSIP. Các khái niệm sứ mệnh được chọn sẽ được cung cấp sáu tháng và tài trợ từ ESA lên tới €100 000 để thực hiện nghiên cứu khái niệm sứ mệnh/hệ thống. Ý tưởng tốt nhất sau đó sẽ được trao một phiên họp tại Cơ sở thiết kế đồng thời của Cơ quan cùng với các chuyên gia ESA, có thể là bước đầu tiên hướng tới Trình diễn trong quỹ đạo (IOD). Nếu khái niệm nhiệm vụ của bạn được chọn, bạn sẽ không phải đợi lâu: ESA hy vọng sẽ khởi động các nhiệm vụ IOD bầy đàn đầu tiên vào năm 2026, để có nhiệm vụ hoạt động đầu tiên được khởi động vào năm 2029.
“OSIP hiện có một mạng lưới rộng khắp trong cộng đồng vũ trụ châu Âu cho phép chúng tôi tiếp cận số lượng người tối đa. Trong khi đó, quy trình gửi trực tuyến trên OSIP rất dễ dàng. Tôi nghĩ không có cơ chế nào tốt hơn trong Cơ quan để thu hút một lượng lớn số lượng khái niệm đa dạng,” Roger nói.
Giống như một bầy đàn, và phù hợp với các ưu tiên của ESA được nêu trong Chương trình nghị sự 2025, chúng ta sẽ mạnh mẽ hơn khi hợp tác cùng nhau. Bởi vì có, có sức mạnh về số lượng.