Uzay çağının başında tüm uydular küçüktüler ve Sputnik 1 ilk yapay Dünya uydusudur. 4 Ekim 1957’de Sovyetler Birliği tarafından Baykonur Kozmodromundan 65 ° eğimle eliptik alçak Dünya yörüngesine (LEO) fırlatılmıştır. Sputnik 1, 20.005 ve 40.002 MHz’de yayın yapan dört radyo anteni ile yaklaşık 84 kg ağırlığında, 58 cm çapında metal bir küredir. Dünya’dan gelen Sputnik 1 sinyallerinin izlenmesi ve incelenmesi, üst atmosfer yoğunluğu hakkında değerli bilgiler ve radyo sinyallerinin yayılması iyonosfer hakkında bilgi sağlamıştır.
Sputnik’in güneş panelleri yoktur, bu nedenle pilleri bittikten 3 hafta sonra görevi sona ermiştir. Üçüncüsü Sputnik 1 ve 2’den sonra Explorer 1 ilk ABD uydusudur ve 31 Ocak 1958’de Cape Canaveral, Florida’dan fırlatılmıştır. Explorer 1 205 cm boyunda, 15 cm uzunluğunda ve çap, yaklaşık 14 kg ağırlığındadır. Van Allen radyasyon kuşaklarını tespit eden ilk uzay aracıdır ve Explorer 1’de güneş paneli yoktur, bu yüzden 4 ay sonra piller bitince görevi sona ermiştir.
Öncü 1, dördüncü yapay Dünya uydusudur ve ABD tarafından 17 Mart 1958’de Cape Canaveral’dan 654’e 3969 km’lik eliptik yörüngeye 34,25 ° eğimle fırlatılmıştır. Vanguard 1, 16,5 cm çapında bir alüminyum kürede, yalnızca 1,47 kg ağırlığındadır. Ayrıca toplam elektron içeriğini ölçmek için kullanılan 108 ve 108,03 MHz’de iki işarete güç veren altı güneş hücresine sahip ilk uydudur. Uzay çağının ilk yirmi yılında her uydunun kendi tasarımı vardır. Standart uzay aracı 1970’lerin sonuna kadar neredeyse bilinmiyordu. 1980’lerin başlarında, mikro uydular ortaya çıkmış, maliyetleri düşürmek, mevcut teknolojilere odaklanmak ve uygun niteliklere sahip ticari kullanıma hazır (COTS) bileşenleri kullanmak için radikal olarak farklı bir tasarım yaklaşımını benimsenmiştir.
Dünya gözlemi (EO) alanında bu, daha az uzay aracı ve fırlatma maliyetleri (ortak yolculuklar) ile daha küçük hedef odaklı görevlere yol açarak, daha kısa tekrar ziyaret sürelerine sahip büyük (> 100) uydu nano ve mikro uydu takımyıldızlarını mümkün kılar. Uydu iletişimi alanında, dünya çapında İnternet kapsama alanı, IoT hizmetleri ve makineden makineye (M2M) iletişim sağlamak için devasa LEO uyduları takımyıldızlarını yerleştirme planları da bulunmaktadır. Gelişmiş uydular arası iletişim yeteneklerinin (LEO-yer, LEO-LEO, LEO-MEO ve LEO-GEO) EO sistemlerinin performansını da iyileştireceği tahmin edilmektedir. Tüm bunlar, kullanılmayan yerleşik kaynakları kullanarak görev performanslarını iyileştirmek için uydular arasında kazan-kazan işbirlikleri kurmayı amaçlar. Ve uzay segmentinin monolitikten dağıtılmış ve birleşik uydu sistemlerine evrimine yol açmaktadır.
CubeSat Standardı
Sözde CubeSat standardı 1999 yılında Profs tarafından tasarlanmıştır. Kaliforniya Polytechnic Eyalet Üniversitesi’nden (CalPoly) Jordi Puig-Suari ve Stanford Üniversitesi’nden Bob Twiggs, yüksek lisans öğrencilerinin uzayda makul bir süre içinde eksiksiz bir uzay aracını tasarlamalarına, uygulamalarına, test etmelerine ve çalıştırmalarına olanak sağlamaktır. CubeSats, büyük uydular gibi tüm temel alt sistemleri içeren, ancak COTS bileşenlerini kullanan, 1 U’nun küçük uydu katlarıdır. Standardı yalnızca mekanik harici arayüzleri, yani yörünge konuşlandırıcısına atıfta bulunanları tanımlar. Başlangıçta hiçbir zaman bir standart olması amaçlanmamıştır, ancak basitliği nedeniyle kısa sürede fiili bir standart haline gelmiştir. 
Prof. Twiggs’in 2014’te Spaceflight Now’a verdiği röportajda söylediği gibi: Her şey bir üniversite eğitim programı uydusu olarak başladığıdır. İnsanların bunu onlar kadar eleştireceğini düşünmemiştir fakat çok sayıda olumlu geri bildirim almışlardır. Başka bir şey de NASA ya da herhangi bir askeri organizasyonla ilgilenmemeleridir. Bu yüzden hepsi bu havacılık kuruluşlarından herhangi bir fon olmadan finanse etmişlerdir. İlk altı CubeSat, 30 Haziran 2003’te bir Rus Eurockot’ta piyasaya sürülmüştür. Ardından, konseptin üniversite laboratuvarlarında sessizce olgunlaştığı on yıldan fazla bir süre sonra, uzay ajansları olmuştur. Ve CubeSat tabanlı görev güvenilirliğinin uygun şekilde geliştirilebileceğini göstermiştir. 2013 yılında, optik görüntüleme veya hava durumu tahmini için çok düşük yeniden ziyaret süreleriyle şu anda 100’den fazla CubeSats takımyıldızı çalıştıran iki şirketin ilk lansmanlarıyla ticari Dünya Gözlem sektörüne giriş yaptı.
İlk CubeSat sınırlamalarının çoğu aşılmıştır, aynı devrim telekomünikasyon ve astronomik bilimsel görevler alanlarında da gerçekleşmektedir. Mevcut CubeSat Tasarım Spesifikasyonu, 1 U, 1.5 U, 2 U, 3 U ve 3 U + ve 6 U form faktörleri için zarfları tanımlar. 12 U ve 16 U’nun standardizasyonu devam etmektedir, ancak bazı şirketler 27 U’ya kadar standartlar üretmiştir. Öte yandan, PocketQubes adı verilen ve CubeSat’ın yaklaşık 1 / 8’i boyutunda olan daha küçük pikosatellitler de standartlaştırılmıştır. Muhtemelen, CubeSat standardının yaygınlaşmasında en önemli etkiye sahip olan şey, uzay aracı ile poli-piko-uydu yörünge konuşlandırıcısı (P-POD) arasındaki ve dağıtıcı ile roketin kendisi arasındaki arayüzü ayırma yeteneği olmuştur. İki farklı POD sınıfı vardır; Birinci tip, köşelerde dört raylı klasik tip, ikincisi ise masalı tiptir.
Bununla birlikte, ISIS ve NanoRacks’ın modern konuşlandırıcılarının, orijinal P-POD ile karşılaştırıldığında daha büyük açılabilirlere, daha geniş güneş panellerine ve daha ince raylara sahiptir. Örneğin, 9 mm’ye kadar artırılmış ekstrüzyon yüksekliği ve 1 U başına 2 kg’a kadar olanları vardır. Haziran 2019 itibarıyla 64 ülke nanosatellitleri veya CubeSats’i piyasaya sürülmüştür. Fırlatılan toplam nanosatellit sayısı, 1088’i CubeSats olmak üzere 1186’dır. Bunların çoğu (273), Uluslararası Uzay İstasyonundan 51,6 ° ‘lik bir eğimle ~ 400 km yörünge yüksekliğinde ve geri kalanı tipik olarak 500 km güneşle eşzamanlı yörüngede (SSO), bir eğimle fırlatılmıştır. 97,5 ° (217 CubeSats) ve 97,8 ° eğimle 580 km yüksekliktedirler (80 CubeSats). Şimdiye kadar sadece iki (MarCO-1 ve MarCO-2) gezegenler arası görev gerçekleştirebilmiştir.
CubeSat Durumu![Sputnik ve CubeSats]()
2013 yılına kadar çoğu CubeSat üniversiteler ve araştırma enstitüleri tarafından başlatılmış ve bunların çoğu 1 U veya 2 U olmuştur. Ancak, 2013 yılında Planet Labs Inc. ve Spire Global’den ilk 3 U CubeSats Inc. piyasaya sürülmüştür. Bu, EO’da bugünün devriminin başlangıcı olmuştur ve 10 Haziran 2019 itibarıyla, bu iki şirket sırasıyla 355 ve 103 CubeSat ile şimdiye kadarki en büyük ticari takımyıldızları başlatmıştır. En fazla yedi CubeSat’ı piyasaya sürüldüğünden, ön planda 3 U CubeSat vardır ve önümüzdeki on yıl boyunca 1 U, 2 U ve 6 U form faktörleri onu takip edecektir. Bununla birlikte, bir sonraki büyüme dalgasının, çok yetenekli yükler ile sınırlı üretim ve başlatma maliyetleri arasında doğru dengeyi sunan 6 U ve 12 U CubeSat’ı temel alması beklenmektedir. Tek bir rokette fırlatılabilen CubeSats sayısının çok yüksek olabileceği unutulmamalıdır. Şu anki rekor, 15 Şubat 2017’de Cartosat-2D ve 103 CubeSats fırlatan Hintli roket PSLV-C37’ye aittir, bunlardan 88’i Planet Labs Inc.’den ve 8’i Spire Global Inc.’dir.
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