Son yirmi yılda, uzay alanında sessiz bir devrim yaşanmış ve bu durum bugün yeni uzay olarak bilinen duruma yol açmıştır. Seçilmiş bir grup ülkedeki bazı üniversite ve araştırma enstitüsüleri ise uyduları ve diğer uzay araçlarını inşa eden, fırlatan ve işleten, bu uzay ajansı ve büyük endüstride yer alabilmek için birçok çalışmalar yapmışlardır. Bunun anahtarı, 1999 yılına kadar uzanan CubeSat standardının tanımıdır. 2013 yılında, optik görüntüleme için şu anda 100’den fazla CubeSat takımyıldızı çalıştıran iki şirketin ilk lansmanlarıyla ticari Dünya Gözlem sektörüne giriş yapılmıştır. Bugün aynı devrim Telekomünikasyon ve Astronomik Bilimsel misyonlar alanlarında da yaşanmaktadır. 
Eğitim açısından ESA, Şubat 2008’de ESA üyesi üniversiteler ve işbirliği yapan ülkelerdeki ilk CubeSat Teklifleri Çağrısını başlatmıştır. Öğrenci yapımı yedi CubeSats, 13 Şubat 2012’de Vega ilk uçuşunda fırlatılmıştır. O zamandan beri, Un programına 12 CubeSat daha kaydolmuştur. 2013 yılından bu yana ESA, 12 CubeSat IOD görevine Genel Destek Teknolojisi Programı (GSTP) FLY Element kapsamında 16 M € ‘dan fazla yatırım yapılmıştır . ESA’nın Sistem Departmanı Proje Ofisi, Teknik ve Mühendislik Kalite Müdürlüğü bünyesinde, Nisan 2019’da CubeSat Sistemleri Birimi oluşturulmuştur. Bu birimin yürüttüğü işe ek olarak, ESA’da CubeSat ile ilgili bir dizi başka girişim vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Telekomünikasyon ve Entegre Uygulamalar Müdürlüğü, yeni telekomünikasyon teknolojilerini test etmek için öncü bir dizi CubeSat misyonu geliştirme,
• Operasyon Müdürlüğünde, yenilikçi görev kontrol yazılımı için bir IOD test yatağı olan uçmaya hazır OPS-SAT bulundurmak,
• İnsan ve Robotik Keşif Müdürlüğü, yörüngeden bir numune kabına Mars numunesi geri dönüş optik tespiti ve navigasyon için önemli bir yeteneği test etmek için bir CubeSat misyonu oluşturma,
• Bilim Müdürlüğü ayrıca, derin uzay ortamında çalışmak için bazı CubeSat teknolojilerini uyarlamakta ve gezegen bilimi görevlerini desteklemek için CubeSats’in potansiyel kullanımını inceleme,
• Yeryüzü Gözlem Müdürlüğü, kutup bölgelerinin tandem gözlemi için çift 6 U CubeSat görevi olan FSSCat ‘u uçuracak ve bir kombine L-bant mikrodalga radyometre olan FMPL-3 (UPC, ES) kullanarak toprak nemi haritalaması yapmak. Ve yazılım tanımlı bir radyo kullanan GNSS-Reflectometer ve bulut algılama için yapay zekâ ile geliştirilmiş HyperScout-2 (Cosine, NL), bir VNIR ve TIR hiperspektral görüntüleyici oluşturmak,
İlk ESA CubeSat görevlere ek olarak, CubeSat görevlerinin ve minyatürleştirilmiş yüklerin uygulamalarına odaklanan çok sayıda çalışma, işbirlikli nano uydularla uzaktan algılama, asteroit çarpma görevleri, Ay CubeSats, astrobiyoloji / astrokimya deneyi CubeSats, asteroid gözlemci görevleri vardır.
CubeSats Bilim Fırsatları
2010 yılına kadar bir tarafta CubeSats, dağıtıcılar, fırlatıcılar tarafından ve diğer tarafta bazı EO teknolojileri (yüksek çözünürlüklü multispektral görüntüler ve GNSS-RO) tarafından elde edilen olgunluk, bir dizi şirketler ticari takımyıldızlara dayalı uygulamalar geliştirmiştir. Günümüzde yoğun bir teknoloji Ar-Ge’si sayesinde durum tamamen farklıdır ve bunun üç nedeni var. Bir yandan, küçük boyutları nedeniyle, üretilen elektrik gücünü artırmak için konuşlandırılabilir güneş panelleri eklemek zordu ve diğer yandan büyük anten reflektörlerini dâhil etmek ve yeterli RF gücünü iletmek zordu. Üçüncü neden, minyatürleştirilmiş yıldız izleyiciler ve reaksiyon tekerlekleri sayesinde artık önemli ölçüde iyileştirilen zayıf işaretleme doğruluğudur. Şimdiye kadar, bu nedenler aktif optik (LIDAR) ve aktif mikrodalga sensörlerini (RADAR) CubeSats’tan uzak tutmuş olsa da, sentetik açıklıklı radarların (SAR) son zamanlarda mikro uydu platformlarında başarılı bir şekilde bindirildiği belirtilmelidir.
Uzay tabanlı EO uygulamaları için, frekans bantları, atmosferin yüksek bir geçirgenlik sergilediği, yani radyo spektrumunun mikrodalga ve milimetre dalga kısımları ve uzun dalga kızılötesi (LWIR), yakın kızılötesi (NIR) ile sınırlıdır. Astronomik gözlemler için, yer temelli gözlemler ayrıca Dünya’nın radyo ve spektrumun optik bölümlerindeki atmosferik pencereleriyle sınırlıdır. Bu nedenle, EM spektrumunun geri kalan kısımlarını keşfetmek için uzay tabanlı gözlemevlerine ihtiyaç vardır. Her durumda, ister EO ister astronomik gözlemler için, CubeSat tabanlı görevlerin daha düşük maliyeti, daha fazla birime sahip olmanızı sağlar ve bu da belirli bir maliyetle yeniden ziyaret süresini azaltır. Bu, bir dizi yeni bilim fırsatı sunar.
Yer bilimi:
• Dünya süreçlerinin çok noktalı yüksek zamansal çözünürlüğü,
• Veri boşluklarının azaltılması,
• Sürekli izleme,
Astrofizik:
• Uzay teleskopları, radyoda, uzak IR’de ve tüm yüksek enerji aralığında (UV’den γ ışınlarına) büyük boşluklardan kaçınarak tüm elektromanyetik spektrum boyunca enerjilere erişim sağlar,
• Hubble Uzay Teleskobu ve James Webb Uzay Teleskobu gibi amiral gemisi görevlerinde çok zorlayıcı olan zaman etki alanı programlarını yürütme fizibilitesi,
• Heliofizik, örneğin manyetosfer-iyonosfer sistemindeki plazma işlemlerinin ölçümü,
• Gezegen bilimi: gezegen yüzeylerinin veya atmosferlerin yerinde incelenmesi,
• Astronomi ve astrofizik: düşük frekanslı radyo bilimi ve güneş dışı gezegenlerin araştırılması,
• Biyolojik ve fiziksel bilimler, örneğin organizmaların hayatta kalması ve uzaya adaptasyonu,
CubeSats Kullanan NASA Bilim ve Teknoloji Stratejisi
CubeSat standardı 1999’da önerildiğinden, NASA’nın 2010’da Nanosatelitlerin Eğitimsel Lansmanını (ELaNa) başlatması yaklaşık on yıl sürmüştür. ABD’deki üniversitelerle, NASA’nın CubeSat Fırlatma Girişimi (CSLI ), o zamandan beri 85 CubeSat görevi 25 ELaNa çağrısında uçmuş ve 34 CubeSat daha 4 çağrıda tezahür etmiştir. NASA’ya gelecekteki uzay görevlerinde faydalı olabilecek yeni teknolojileri test etmek için değerli fırsatlar sunarken, üniversite öğrencileri alet ve uydu tasarımından fırlatılması ve izlenmesine kadar görevin tüm aşamalarına dâhil olurlar. 2012’nin başlarında, NASA’nın Bilim Misyon Direktörlüğü (SMD) teknoloji programları, yeni bilim araçlarının doğrulanması için CubeSats’in kullanımına uyum sağlamaya başlamıştır. Ayrıca bilim portföyünü geliştirmek için küçük uzay aracının kullanımını stratejik olarak teşvik etmiştir.
Bir tarafta, gelecekteki Dünya Bilimleri Bölümü görevlerini desteklemek için teknolojileri tanımlamak ve geliştirmekten sorumlu olan Yer Bilimi Teknoloji Ofisi (ESTO), 2-3 yıllık bir seçim döngüsünde yeni ödüller isteyen üç büyük gözlem teknolojisi programını yönetmektedirler. Ve diğer yandan, 2014’teki sonuçlarını takiben, Gezegen Bilimi Bölümü (PSD), güneş sistemini keşfetmek ve astrofizik araştırmaları için küçük uyduları barındırmaya yönelik önemli adımlar atmışlardır. Devam eden bu yatırımların sonucu, 2012’de pek çok EO tekniğinin 5 yıl sonra uygulanabilir olduğu çoğu CubeSat misyonları tarafından gösterilmiştir.
Kaynakça:
researchgate.net/publication/223954441_Cubesats_Cost-effective_science_and_technology_ emerging_and_developing_nations
digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=4102&context=smallsat
nationalacademies.org/our-work/achieving-science-goals-with-cubesats
geoset.irb.hr/science%20in%20cubesat
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu