TechEdSat

يُعدّ مشروع قمر التعليم التكنولوجي ( TechEdSat ) سلسلة رحلات فضائية نانوية ناجحة، أُجريت من مركز أبحاث ناسا أميس بالتعاون مع العديد من الجامعات ( جامعة ولاية سان خوسيه ، وجامعة أيداهو ، وجامعة كاليفورنيا ، وجامعة مينيسوتا ، وكلية سميث ). وبينما كان أحد الأهداف الرئيسية تعريف المهنيين الشباب وطلاب الجامعات بالجانب العملي لتطوير معدات رحلات الفضاء، فقد شهد المشروع ابتكاراتٍ كبيرة. إضافةً إلى ذلك، اختبرت هذه المنصة الفضائية المتطورة مفاهيم إعادة العينات من مدار أرضي منخفض، فضلاً عن مفاهيم مهمات الأقمار النانوية الكوكبية.

كان أول قمر صناعي من طراز TechEdSat (الذي أعيدت تسميته لاحقًا إلى "TechEdSat-1" أو "TES-1") ^{[ 2 ] [ 3 ]} قمرًا صناعيًا مكعبًا من فئة 1U، صُمم لتقييم إلكترونيات الطيران الفضائية الجاهزة للاستخدام (SPA) التي صممتها شركة ÅAC Microtec السويدية. وكان من المُخطط له في الأصل إجراء تجربة اتصالات باستخدام شبكة هواتف الأقمار الصناعية Iridium و Orbcomm ، ^{[ 4 ]} على الرغم من تعطيل هذه الوظيفة قبل الإطلاق. ^{[ 5 ]} تم إطلاق TechEdSat إلى مداره من محطة الفضاء الدولية (ISS) في 4 أكتوبر 2012، وعاد إلى الغلاف الجوي في 5 مايو 2013. ^{[ 6 ]}

تم إطلاق جهاز إرسال واستقبال إيريديوم على متن القمر الصناعي المكعب PhoneSat v2a كجزء من مهمة TechEdSat-2، بشكل منفصل عن المركبة الفضائية التي كان من المخطط لها في الأصل أن تكون TechEdSat-2. ^{[ 13 ]}

ألكسندر ، المعروف أيضًا باسم PhoneSat 2.0 Beta أو PhoneSat v2a، هو قمر صناعي تجريبي تقني يُشغّله مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا، وقد أُطلق في 21 أبريل 2013. يُعد ألكسندر جزءًا من برنامج PhoneSat ، وكان من أوائل ثلاثة أقمار صناعية من هذا البرنامج، وأول قمر صناعي من الجيل الثاني PhoneSat-2.0 يُطلق. صُمم ألكسندر، وهو قمر صناعي من الجيل الثاني PhoneSat-2.0، وفقًا لمواصفات CubeSat أحادية الوحدة (1U)، ويبلغ قياسه 10 سم (3.9 بوصة) في كل بُعد. يعتمد القمر الصناعي على هاتف ذكي من سامسونج إلكترونيكس Nexus S، وهو هاتف متوفر تجاريًا، يعمل كبديل للحاسوب الداخلي. يُجهز القمر الصناعي بجهاز إرسال واستقبال ثنائي الاتجاه يعمل بنطاق S وخلايا شمسية لتوليد الطاقة. تستخدم المركبة الفضائية جيروسكوبات الهاتف ، بالإضافة إلى جهاز استقبال GPS ، لتحديد موقعها واتجاهها، ونظام عجلات رد فعل وملفات مغناطيسية للتحكم في وضعها . ^{[ 14 ]}  

كان القمر الصناعي TechEdSat-3p ثالث مركبة فضائية تُطلق ضمن سلسلة TechEdSat. بلغت أبعاده حوالي 30  سم × 10  سم × 10  سم، أي ما يعادل ثلاثة أضعاف طول وحدة CubeSat، مما يجعله أكبر بثلاث مرات من TechEdSat-1. أُطلق TechEdSat-3p إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) في 3 أغسطس 2013 من مركز تانيغاشيما الفضائي في اليابان على متن مهمة Kounotori 4 (HTV-4) لإعادة تزويد محطة الفضاء الدولية بالإمدادات، ثم وُضع في مداره بواسطة جهاز JEM - جهاز إطلاق الأقمار الصناعية الصغيرة المداري (J-SSOD).

كان القمر الصناعي TechEdSat-3p أول قمر صناعي من سلسلة TechEdSat مزودًا بمكابح خارجية ، وهي عبارة عن جهاز سحب يشبه المظلة لإثبات قدرة القمر على الخروج من مداره بشكل سلبي. ^{[ 15 ]} يؤدي استخدام المكابح الخارجية إلى زيادة مساحة سطح القمر الصناعي، مما يزيد من معامل السحب في طبقات الغلاف الجوي العليا الرقيقة، وبالتالي يُسرّع عملية خروجه من مداره. يمكن استخدام هذه التقنية للتخلص من الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض التي أكملت مهامها بسرعة أكبر، مما يقلل من كمية الحطام الفضائي الذي قد يشكل خطرًا في الفضاء. يجري حاليًا تطوير المكابح الخارجية لاستخدامها كجزء من مفهوم الإرجاع السريع للحمولات الصغيرة (SPQR)، والذي سيمكن من إعادة المواد العلمية إلى الأرض من محطة الفضاء الدولية في أي وقت يناسب العلماء، بدلًا من إرسالها بضع مرات فقط في السنة على متن مركبة إعادة التموين.

بحسب شركة ÅAC Microtech المتخصصة في الخدمات اللوجستية للأقمار الصناعية الصغيرة ، فقد أعيد استخدام لوحة توزيع الطاقة الرئيسية المصممة للقمر الصناعي TechEdSat-1 في مهمة TechEdSat-3p. ^{[ 16 ]}

كانت مهمة TechEdSat-4 عبارة عن قمر صناعي مكعب من فئة 3U، طُوِّرَت ووُضِعَت واختُبِرَت في مركز أبحاث ناسا أميس بالتعاون مع طلاب متدربين من جامعة ولاية سان خوسيه (SJSU) في كاليفورنيا وجامعة أيداهو في موسكو، أيداهو . كان الهدف من مهمة TechEdSat-4 هو إثبات جدوى تقنيات جديدة، بما في ذلك الاتصالات بين الأقمار الصناعية وجهاز Exo-Brake مُطوَّر لإثبات إمكانية الخروج السلبي من المدار. أُطلِقَ TechEdSat-4 كحمولة ثانوية على متن مهمة Cygnus CRS Orb-2 لإعادة تزويد محطة الفضاء الدولية. كان صاروخ الإطلاق هو Antares-120 التابع لشركة Orbital Sciences Corporation ، والذي انطلق من ميناء الفضاء الإقليمي الأطلسي الأوسط في جزيرة والوبس ، فيرجينيا ، في 13 يوليو 2014. ^{[ 17 ]} نُشر TechEdSat-4 من محطة الفضاء الدولية عبر جهاز نشر الأقمار الصناعية المكعبة Nanoracks في 4 مارس 2015. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

انفصل القمر الصناعي عن مداره في 3 أبريل 2015. ^{[ 20 ]}

كان القمر الصناعي TechEdSat-5 مكعبًا صغيرًا (CubeSat) يزن 4  كيلوغرامات، بحجم 3.5U، أُطلق في 9 ديسمبر 2016 على متن مركبة الشحن Kounotori 6 (HTV-6)، وانفصل عن محطة الفضاء الدولية (ISS) في تمام الساعة 18:20 بالتوقيت العالمي المنسق (UTC) في 6 مارس 2017. ^{[ 21 ]} وكان أول قمر صناعي في برنامج TechEdSat مزودًا بمكابح خارجية قابلة للتعديل، قادرة على ضبط مقدار مقاومة الغلاف الجوي، مما يتيح إعادة دخول الغلاف الجوي بدقة. ^{[ 22 ]} كانت مكابح TechEdSat-5 الخارجية على شكل صليب، مصنوعة من مادة المايلر ، وتستخدم مزيجًا من الدعامات الميكانيكية والأسلاك المرنة. ^{[ 23 ]} بلغت مساحة سطحها حوالي 0.35 متر مربع . ^{[ 21 ]} كما زُوّد القمر الصناعي TechEdSat-5 بوحدة استشعار لاسلكية (WSM) تُسمى "Cricket". ^{[ 24 ]} عاد القمر الصناعي إلى الغلاف الجوي في 29 يوليو 2017 بعد أن عمل بنجاح لمدة 144 يومًا. ^{[ 23 ]}

كان القمر الصناعي TechEdSat-6 من نوع CubeSat بحجم 3.5U، وقد أُطلق في تمام الساعة 12:19:51 بالتوقيت العالمي المنسق (UTC) يوم 12 نوفمبر 2017 على متن مهمة Cygnus CRS-8 لإعادة تزويد محطة الفضاء الدولية (ISS) بالإمدادات. ^{[ 25 ] [ 26 ]} وتم نشره من منصة Nanoracks CubeSat Deployer في 20 نوفمبر 2017. ^{[ 27 ]} إلى جانب الحمولة الأساسية، احتوى على بطاقة تعريف CubeSat (CUBIT)، وهي بطاقة تعريف بترددات الراديو (RFID) طورتها وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ( DARPA ) ومعهد SRI الدولي للمساعدة في تحديد هوية الأقمار الصناعية مستقبلاً. وقد عاد بنجاح إلى الغلاف الجوي في 14 مايو 2018. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

كان القمر الصناعي TechEdSat-7 من نوع CubeSat بحجم 2U، وكان الهدف منه اختبار مكابح خارجية عالية الكثافة. أُطلق بنجاح على متن أول رحلة لمركبة الإطلاق LauncherOne التابعة لشركة Virgin Orbit في 17 يناير 2021، ضمن برنامج ELaNa التابع لوكالة ناسا . حمل القمر علامة تعريف CubeSat (CUBIT)، وهي علامة تعريف بترددات الراديو (RFID) طورتها وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ( DARPA ) ومعهد SRI الدولي للمساعدة في تحديد هوية الأقمار الصناعية مستقبلاً. ^{[ 30 ]} توقف القمر عن الدوران في مداره في 4 مايو 2022. ^{[ 31 ]}

كان القمر الصناعي TechEdSat-8 من نوع CubeSat 6U. وقد بُني كمشروع مشترك بين جامعة ولاية سان خوسيه (SJSU) وجامعة أيداهو ، ضمن مشروع هندسي تعاوني، تحت إشراف مركز أبحاث ناسا أميس . كانت مهمة تجريبية لتطوير نظام Exo-Brake وإثبات فعاليته ، وهو نظام مصمم للعمل المتواصل في بيئات ذات درجات حرارة عالية، وذلك من خلال استعادة الحمولة بالكامل. تضمن نظام التحكم شبه الذاتي استهداف نقطة دخول الغلاف الجوي، بالإضافة إلى قدرات قياس جهاز تبخير فريد على مقدمة المركبة. هذه التقنية، المعروفة باسم "Hot Exo-Brake"، تُمكّن من إعادة دخول الغلاف الجوي بدقة أكبر. كما كان جهاز التبخير مُثبتاً على متن المركبة الفضائية.

مهمة

أقام القمر الصناعي اتصالاً مع أجهزة التحكم، وبحسب التقارير، كان يعمل بشكل جيد قبل موعد عودته المستهدفة إلى الغلاف الجوي، وذلك اعتبارًا من 20 فبراير 2019. ^{[ 36 ]} تعطل القمر الصناعي بعد فترة وجيزة من إطلاقه بسبب انقطاع الطاقة عن ألواحه الشمسية ، ودخل الغلاف الجوي للأرض في 20 أبريل 2020. ^{[ 37 ] [ 38 ]}

كان القمر الصناعي TechEdSat-10 (TES-10) عبارة عن قمر صناعي مكعب من نوع 6U (1 x 6U) تم اختياره في عام 2018 لإطلاقه كجزء من برنامج ELaNa . ^{[ 39 ]}

كان القمر الصناعي TechEdSat-11 من نوع CubeSat بحجم 6U. وكان الهدف منه اختبار مجموعة من تجارب الاتصالات من الجيل التالي لأقمار CubeSat. وقد عاد إلى الغلاف الجوي في 15 فبراير 2026 بعد نجاح عملية نشر جهاز كبح الغلاف الجوي الخارجي قبل ذلك ببضعة أسابيع.

TechEdSat-13 هو قمر صناعي مكعب من فئة 3U، مصمم لاختبار ثلاث تقنيات مختلفة والتحقق من صحتها، بما في ذلك مكابح خارجية. إلى جانب أقمار صناعية مكعبة أخرى (PAN-A وB، وGEARRS-3، وSteamSat-2، وSTORK-3، وADLER-1)، أُطلق بنجاح في الرحلة الثالثة لمركبة الإطلاق LauncherOne التابعة لشركة Virgin Orbit في 13 يناير 2022، ضمن مهمة STP-27VP ("فوق السحاب"). يستخدم TechEdSat-13 شريحة Loihi العصبية، التي تمثل تطبيقًا للذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي.

كان القمر الصناعي TechEdSat-15 من نوع CubeSat بحجم 3U. أُطلق في 1 أكتوبر 2022 كحمولة مشتركة على متن صاروخ Firefly Alpha . على الرغم من كونها أول مهمة له تصل إلى مدار الأرض، إلا أن معظم الأقمار الصناعية دخلت الغلاف الجوي قبل بلوغ عمرها الافتراضي المحدد، وذلك بسبب مدار إطلاق أقل من المدار المُخطط له. ^{[ 43 ]}

من المقرر إطلاق القمر الصناعي TechEdSat-9 في وقت ما في المستقبل. ^{[ 44 ]} ويهدف TechEdSat-9، مثله مثل TechEdSat-10، إلى اختبار تقنيات الاتصالات اللاسلكية لصالح الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) وغيرها. ^{[ 37 ]}

سيختبر القمر الصناعي TechEdSat-12 تقنيات تتبع وتحديد هوية الأقمار الصناعية الصغيرة. وسيحمل علامة تعريف بترددات الراديو (RFID)، وعاكس رادار، وهوائي نطاق L. وقد تم اختياره للإطلاق في فبراير 2020 من قبل مبادرة إطلاق الأقمار الصناعية المكعبة التابعة لناسا، وسيتم إيصاله إلى مداره عبر عملية إطلاق متعاقد عليها من خلال برنامج ELaNa. ^{[ 45 ]}