TechEdSat

Le satellite d'éducation technologique ( Technology Education Satellite, TechEdSat ) est une série de vols de nano-satellites menés à bien depuis le centre de recherche Ames de la NASA en collaboration avec de nombreuses universités ( San Jose State University , University of Idaho , University of California , University of Minnesota et Smith College ). Si l'un des principaux objectifs était d'initier les jeunes professionnels et les étudiants universitaires au monde pratique du développement de matériel de vol spatial, des innovations considérables ont été introduites. En outre, cette plate-forme de vol évolutive a permis de tester des concepts de retour d'échantillons en orbite terrestre basse (LEO), ainsi que des concepts de mission de classe nano-satellite planétaire.

Le premier TechEdSat (rebaptisé plus tard « TechEdSat-1 » ou « TES-1 ») était un 1U-Cubesat conçu pour évaluer l'avionique spatiale Plug-and-play (SPA) conçue en Suède par ÅAC Microtec. Il était également initialement prévu pour effectuer une expérience de communication utilisant le réseau de téléphonie par satellite Iridium et Orbcomm , bien que cette fonction ait été désactivée avant le lancement. TechEdSat a été déployé en orbite depuis la Station spatiale internationale (ISS) le 4 octobre 2012. Il est rentré dans l'atmosphère le 5 mai 2013.

• Modem Quake Global Q1000 ( Orbcomm ) (désactivé)
• Modem Quake Global Q9602 ( Iridium ) (désactivé)
• Radiobalise Stensat
• 4 x nanoRTU (ÅAC Microtec)
• Tableau de distribution d'énergie principal (ÅAC Microtec)
• RTU Lite (ÅAC Microtec)
• Antenne monopole à bande de 2 mètres
• Antenne monopole bande 70 cm
• Antenne patch 1600 MHz
• Structure squelettisée CubeSat 1U de Pumpkin, Inc.
• Batterie lithium-ion Canon BP-930

• Dimensions : 11,35 cm x 10,0 cm x 10,0 cm
• Masse : 1,2 kg (2,6 lb)
• Consommation électrique (mode sans échec) : 0,350 W
• Consommation électrique (mode sans échec, transmission Stensat) : 3 400 W
• Consommation électrique (mode nominal) : 3,965 W
• Consommation électrique (transmission Q1000) : 27,125 W
• Consommation électrique (transmission Q9602) : 10,490 W
• Consommation électrique (mode nominal, transmission Stensat) : 7,015 W
• Panneau solaire (moyenne) : 1,229 W
• Stockage d'énergie : 17 Wh

TechEdSat a été lancé depuis la rampe 2 du centre spatial de Tanegashima , complexe de lancement de Yoshinobu (LC-Y2) le 21 juillet 2012, à 02h06 UTC , à bord de Kounotori 3 au sommet d'un lanceur H-IIB . Kounotori 3 a transporté le satellite, ainsi que les vaisseaux spatiaux RAIKO , WE WISH , Niwaka et F-1 , jusqu'à la Station spatiale internationale (ISS), d'où il a été déployé via le déployeur J-SSOD de la JAXA , depuis le module Kibō le 4 octobre 2012 à 15:44:15.297 UTC.

TechEdSat-1 a transmis un paquet de battements de cœur par radio amateur toutes les 4 secondes. Ces paquets sont des paquets de 122 caractères ASCII AX.25 . La fréquence radio de la bande amateur est de 437,465 MHz . de convertisseur analogique-numérique (ADC) brutes de 12 bits consécutives sont analysées en un bloc de 3 octets afin d'économiser l'espace de données.

Un émetteur-récepteur Iridium a volé à bord du PhoneSat v2a CubeSat dans le cadre de la mission TechEdSat-2, distincte du vaisseau spatial initialement prévu comme TechEdSat-2.

Alexander , également connu sous le nom de PhoneSat 2.0 Beta ou PhoneSat v2a, est un satellite de démonstration technologique exploité par le centre de recherche Ames de la NASA, qui a été lancé le 21 avril 2013. Faisant partie du programme PhoneSat , il a été l'un des trois premiers engins spatiaux PhoneSat et le premier satellite Phonesat-2.0 à être lancé. Un satellite PhoneSat-2.0, Alexander, a été construit selon la spécification CubeSat à unité unique (1U) et mesure 10 cm (3,9 pouces) dans chaque dimension. Le satellite est basé sur un smartphone Samsung Electronics Nexus S disponible dans le commerce qui sert à la place d'un ordinateur de bord. Le satellite est équipé d'un transpondeur bidirectionnel en bande S et de cellules solaires pour la production d'énergie. Le vaisseau spatial utilise les gyroscopes du téléphone , ainsi qu'un récepteur GPS , pour déterminer sa position et son orientation, et un système de roues de réaction et de bobines magnétorqueuses pour le contrôle d'attitude .

TechEdSat-3p était le troisième vaisseau spatial de la série TechEdSat. Ses dimensions étaient d'environ 30 cm x 10 cm x 10 cm, soit trois unités CubeSat de long, ce qui le rendait trois fois plus grand que TechEdSat-1. TechEdSat-3p a été lancé vers la Station spatiale internationale (ISS) le 3 août 2013 depuis le centre spatial de Tanegashima , au Japon, dans le cadre de la mission de ravitaillement de la Station spatiale internationale Kounotori 4 (HTV-4) et a ensuite été déployé en orbite par le JEM -Small Satellite Orbital Deployer (J-SSOD).

TechEdSat-3p a été le premier satellite de la série TechEdSat à inclure un exo-frein , un dispositif de traînée de type parachute pour démontrer la capacité de désorbitation passive. Le déploiement d'un exo-frein augmente la surface d'un satellite, augmentant son coefficient de traînée dans la haute atmosphère mince et provoquant une désorbitation plus rapide du satellite qu'il ne le ferait autrement. Cette technologie pourrait être utilisée pour éliminer plus rapidement les satellites en orbite basse terrestre qui ont terminé leurs missions, réduisant ainsi la quantité de débris potentiellement dangereux dans l'espace. L'exo-frein est actuellement en cours de développement pour être utilisé dans le cadre du concept de retour rapide de petites charges utiles (SPQR), qui permettrait de ramener du matériel scientifique sur Terre depuis la Station spatiale internationale au moment qui convient le mieux aux scientifiques plutôt que seulement quelques fois par an à bord d'un véhicule de ravitaillement de fret de retour.

Selon la société de logistique de petits satellites ÅAC Microtech, un tableau de distribution d'alimentation principal conçu pour TechEdSat-1 a été réutilisé lors de la mission TechEdSat-3p.

TechEdSat-4 était une mission CubeSat 3U développée, intégrée et testée au NASA Ames Research Center en partenariat avec des étudiants stagiaires de l'Université d'État de San Jose (SJSU) en Californie et de l' Université de l'Idaho à Moscou, Idaho . L'objectif de la mission TechEdSat-4 était de démontrer de nouvelles technologies, notamment les communications satellite à satellite et un dispositif Exo-Brake amélioré pour démontrer une désorbitation passive. TechEdSat-4 a été lancé en tant que charge utile de fret secondaire lors de la mission de ravitaillement de l'ISS Cygnus CRS Orb-2 . Le lanceur était l' Orbital Sciences Corporation Antares-120 , lancé depuis le port spatial régional Mid-Atlantic sur l'île Wallops , en Virginie , le 13 juillet 2014. TechEdSat-4 a été déployé depuis la Station spatiale internationale via le déployeur Nanoracks CubeSat le 4 mars 2015.

Le satellite s'est désintégré de son orbite le 3 avril 2015.

TechEdSat-5 était un CubeSat de 4 kg et 3,5U qui a été lancé le 9 décembre 2016 à bord du vaisseau spatial de ravitaillement de fret Kounotori 6 (HTV-6) et a été déployé depuis la Station spatiale internationale (ISS) à 18h20 UTC le 6 mars 2017. C'était le premier satellite du programme TechEdSat à inclure un Exo-Brake modulé qui pouvait ajuster la quantité de traînée atmosphérique sur le vaisseau spatial, permettant une rentrée ciblée. L'Exo-Brake TechEdSat-5 était en forme de croix, fait de mylar et utilisait une combinaison d'entretoises mécaniques et de cordons flexibles. Sa surface était d'environ 0,35 mètre carré . Un module de capteur sans fil "Cricket" (WSM) était inclus avec TechEdSat-5. Le satellite est rentré dans l'atmosphère le 29 juillet 2017 après avoir fonctionné avec succès pendant 144 jours.

TechEdSat-6 était un CubeSat 3.5U qui a été lancé à 12:19:51 UTC le 12 novembre 2017 à bord de la mission de ravitaillement de fret Cygnus CRS-8 vers la Station spatiale internationale (ISS). Il a été déployé à partir du Nanoracks CubeSat Deployer le 20 novembre 2017. En plus de la charge utile principale, il contenait une étiquette d'identité CubeSat (CUBIT), une étiquette d'identification par radiofréquence (RFID) développée par la DARPA et SRI International pour aider à l'identification future des satellites. Il est rentré avec succès dans l'atmosphère le 14 mai 2018.

TechEdSat-7 était un CubeSat 2U destiné à tester un Exo-Brake à haute densité de remplissage. Il a été lancé lors du premier vol réussi du lanceur LauncherOne de Virgin Orbit le 17 janvier 2021 dans le cadre du programme ELaNa de la NASA . Il a volé avec un CubeSat Identity Tag (CUBIT), une étiquette d'identification par radiofréquence (RFID) développée par la DARPA et SRI International pour aider à l'identification future des satellites. Le satellite s'est désintégré de l'orbite le 4 mai 2022.

TechEdSat-8 ( Technical and Educational Satellite-8 ) était un CubeSat 6U. Il a été construit dans le cadre d'un projet conjoint entre l'Université d'État de San José (SJSU) et l' Université de l'Idaho en tant que projet d'ingénierie collaborative, sous la supervision du Centre de recherche Ames de la NASA . Il s'agissait d'une mission de démonstration technologique visant à développer et à démontrer davantage le système Exo-Brake , conçu pour un fonctionnement continu dans des environnements à haute température, la récupération complète d'une charge utile. Il comportait un système de contrôle semi-autonome pour cibler le point de la face d'entrée, ainsi que des capacités pour mesurer un dispositif d'ablation unique sur le corps avant. Cette technologie, connue sous le nom de « Hot Exo-Brake », pourrait permettre des rentrées atmosphériques ciblées plus précisément. Un dispositif d'ablation volait également à bord du vaisseau spatial.

TechEdSat-8 a été sélectionné en 2017 par la CubeSat Launch Initiative (CSLI) de la NASA pour être lancé dans le cadre du programme ELaNa . TechEdSat-8 devait initialement être lancé avec la mission de ravitaillement de fret Cygnus NG-10 (17 novembre 2018) vers la Station spatiale internationale dans le cadre du programme ELaNa, mais a plutôt été lancé à bord de la mission de ravitaillement de fret SpaceX CRS-16 ISS à 18h16 UTC le 5 décembre 2018, arrivant à la Station spatiale internationale (ISS) le 8 décembre 2018.

TechEdSat-8 a été déployé en orbite par le Kibō JEM-Small Satellite Orbital Deployer (J-SSOD) à 16h45 UTC le 31 janvier 2019.

Le satellite a établi une communication avec les contrôleurs et, au 20 février 2019, il aurait fonctionné bien avant une rentrée ciblée. Le satellite a échoué peu après son déploiement en raison d'une perte d'énergie de ses panneaux solaires et est rentré dans l' atmosphère terrestre le 20 avril 2020.

TechEdSat-10 (TES-10) était un CubeSat 6U (1 x 6U) (précédemment annoncé comme 3U) qui a été sélectionné en 2018 pour être lancé dans le cadre du programme ELaNa .

Le 15 février 2020, TechEdSat-10 a été lancé vers la Station spatiale internationale (ISS) à bord du vaisseau cargo Cygnus NG-13 .

Déployé le 13 juillet 2020, TechEdSat-10 a testé des dispositifs de communication radio, des technologies de désorbitation de précision pour la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et d'autres, des appareils électroniques tolérants aux radiations et du matériel d'intelligence artificielle pour de futures expériences.

La mission a démontré des capacités de stockage et d'alimentation accrues qui pourraient permettre des recherches et des explorations scientifiques futures à l'aide de petits engins spatiaux au-delà de l'orbite terrestre basse. TechEdSat-10 comprenait des améliorations par rapport aux technologies CubeSat précédentes dans les domaines des communications et des systèmes radio, ainsi que de nouvelles techniques de propulsion.

En tant que dixième itération de la série Technology Educational Satellite (TES), TechEdSat-10 s'appuyait sur l'historique des travaux innovants du programme avec des chercheurs en début de carrière, des étudiants et des bénévoles. TechEdSat-10 contenait 150 wattheures de stockage d'énergie, huit radios, neuf processeurs et une unité de traitement graphique. De plus, le petit satellite transportait quatre caméras, dont une expérience de caméra de réalité virtuelle stéréoscopique.

Comme plusieurs missions TechEdSat avant elle, cette mission a démontré la technologie du frein exo dans sa plus grande itération à ce jour. Le frein exo a été conçu pour déployer un « frein » en forme de parapluie afin d'augmenter la traînée et de sortir un petit satellite de son orbite. Cette mission, le frein exo pourrait être contrôlé ou modulé par des commandes depuis le sol afin de cibler un point de rentrée. À l'avenir, cela pourrait permettre des missions de retour d'échantillons depuis l'orbite et de futures missions planétaires.

TechEdSat-11 est un CubeSat 6U.

TechEdSat-13 est un CubeSat 3U destiné à tester et valider trois technologies différentes, dont un Exo-Brake. Avec d'autres cubesats (PAN-A et B, GEARRS-3, SteamSat-2, STORK-3, ADLER-1), il a été lancé lors du troisième vol réussi du lanceur LauncherOne de Virgin Orbit le 13 janvier 2022 dans le cadre de la mission STP-27VP (« Above the Clouds »). TechEdSat-13 utilise la puce neuromorphique Loihi, représentant une application de charge utile d'intelligence artificielle/apprentissage automatique (IA/ML).

TechEdSat-15 était un CubeSat 3U. Il a été lancé le 1er octobre 2022 en tant que charge utile partagée sur une fusée Firefly Alpha . Bien qu'il s'agisse de sa première mission atteignant l'orbite terrestre, en raison d'une orbite de déploiement plus basse que prévu, la plupart des satellites sont rentrés dans l'atmosphère avant d'atteindre leur durée de vie prévue.

Il est prévu que TechEdSat-9 et TechEdSat-11 volent à un moment donné dans le futur. TechEdSat-9, comme TechEdSat-10, est prévu pour tester les technologies de communication radio pour la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et d'autres.

TechEdSat-12 testera des technologies de suivi et d'identification de petits satellites. Il sera équipé d'une étiquette d'identification par radiofréquence (RFID), d'un réflecteur radar et d'une antenne en bande L. Il a été sélectionné pour être lancé en février 2020 par la CubeSat Launch Initiative de la NASA et sera mis en orbite lors d'un lancement sous contrat dans le cadre du programme ELaNa.