JAXA OrigamiSat-2-ஐ ஏவியது, அது மடக்கி வைக்கப்பட்ட அளவின் 25 மடங்கு வரை விரியும் CubeSat

சிறிய செயற்கைக்கோளின் பெரிய deployment யுக்தி

ஜப்பானின் விண்வெளித் திட்டம் இன்னொரு origami-ஐ ஊக்கமாகக் கொண்ட spacecraft-ஐ orbit-இல் அனுப்பியுள்ளது; இம்முறை 10 சென்டிமீட்டர் CubeSat வடிவில், அது தனது மடக்கி வைக்கப்பட்ட அளவின் சுமார் 25 மடங்கு வரை reflectarray antenna-வை விரிக்கும்படி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

OrigamiSat-2, April 23 அன்று Japan Aerospace Exploration Agency-யின் Innovative Satellite Technology Demonstration Program-இன் ஒரு பகுதியாக ஏவப்பட்டது. நியூசிலாந்திலிருந்து liftoff ஆன சுமார் 53 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு, Kakushin Rising mission எட்டு சிறிய செயற்கைக்கோள்களை பூமியிலிருந்து சுமார் 540 கிலோமீட்டர் உயரத்தில் sun-synchronous orbit-இல் நிலைநிறுத்தியது.

அந்தப் பெரிய mission earthquake detection, ocean monitoring, multispectral imaging, மற்றும் பிற நோக்கங்களுடன் தொடர்புடைய experimental payloads-ன் கலவையை சுமக்கிறது. ஆனால் OrigamiSat-2 தனித்திருக்கிறது, ஏனெனில் அது spaceflight-இன் பழமையான engineering constraints-இல் ஒன்றை நேரடியாக எதிர்கொள்கிறது: ஒரு சிறிய launch volume-க்குள் பெரிய functional structure-ஐ எப்படிச் சுருக்குவது.

Origami ஏன் space engineering-க்கு மீண்டும் மீண்டும் திரும்புகிறது

விண்வெளியில் origami வழங்கும் வாக்குறுதி அழகியல் சார்ந்தது அல்ல. அது பொருளாதாரமும் இயந்திரவியலும் சார்ந்தது. Launch செலவானது, volume அரிதானது, மேலும் flat ஆக மடக்கி வைத்து, orbit-ஐ அடைந்ததும் நம்பகமாக விரியும் hardware-க்கு தெளிவான நன்மைகள் உள்ளன. CubeSats-இல், ஒவ்வொரு cubic centimeter-மும் முக்கியம்.

JAXA-வின் சமீபத்திய demonstrator ஜப்பானிய engineering-இல் folding concepts-ன் நீண்ட வரலாற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரை Dr. Miura Koryo 1970-ல் deployable space structures குறித்த ஆராய்ச்சியில் உருவாக்கிய Miura fold-ஐ குறிப்பிடுகிறது. அந்த pattern பின்னர் 1990களில் Japan-ன் Space Flyer Unit-இல் பறந்தது, அப்போது stowed solar panels orbit-இல் விரிந்தன.

அந்த மரபு முக்கியம், ஏனெனில் அடிப்படை பிரச்சினை மாறவில்லை. செயற்கைக்கோள்களுக்கு launch fairings வசதியாக அனுமதிப்பதை விட பெரிய antennas, sails, panels, sensing surfaces தேவை. Folding strategies, பின்னர் மிகப் பெரிய working systems-ஆக மாறக்கூடிய compact payloads-ஐ கொண்டு செல்ல ஒரு வழியை வழங்குகின்றன.

OrigamiSat-2 என்ன சோதிக்கிறது

OrigamiSat-2 launch-க்காக மடக்கப்பட்டு, orbit-ஐ அடைந்த பிறகு deploy செய்யப்படும் இரண்டு அடுக்குகளைக் கொண்ட membrane-ஐப் பயன்படுத்துகிறது. Stowed நிலையில், இந்த spacecraft-ன் அளவு வெறும் 10 சென்டிமீட்டர்; இது ஒரு single CubeSat unit-இன் அளவுக்கு ஒத்தது. Deploy ஆனபின் அதன் reflectarray antenna குறிப்பிடத்தக்க அளவில் விரிகிறது.

Reflectarray antenna பயன்பாடு முக்கியமானது, ஏனெனில் communications மற்றும் sensing performance பெரும்பாலும் பெரிய apertures மூலம் மேம்படுகிறது. சிறிய செயற்கைக்கோள்களுக்கு, இது spacecraft size மற்றும் mission capability இடையே நிலையான tradeoff-ஐ உருவாக்குகிறது. Deployable antenna அந்த tradeoff-ஐ தளர்த்த உதவுகிறது.

JAXA, ஒரு மிகச் சிறிய, குறைந்த செலவிலான platform orbit-இல் சென்ற பிறகு, மிகப் பெரிய spacecraft போல நடக்கும் hardware-ஐ ஏற்றிச் செல்ல முடியுமா என்பதை சோதிக்கிறது. இது வெற்றி பெற்றால், launch compactness மற்றும் on-orbit scale இரண்டும் முக்கியமான communications payloads மற்றும் பிற deployable systems-க்கான எதிர்கால design-களுக்கு வழிகாட்டலாம்.

பரந்த Japanese design மரபின் ஒரு பகுதி

இந்தக் கட்டுரை OrigamiSat-2-ஐ IKAROS solar sail mission உட்பட பிற Japanese folding-space technologies சூழலில் வைக்கிறது; அது 2010-ல் ஏவப்பட்டது. IKAROS origami-folded sail-ஐ பயன்படுத்தி, conventional fuel-driven propulsion-க்கு பதிலாக solar radiation pressure-ஐ கொண்டு Venus-க்கு பயணித்தது.

இந்த உதாரணம் space-இல் folding structures-ன் பயன்பாட்டின் பரப்பை காட்டுகிறது. அதே broad design philosophy power generation, antennas, observation platforms, propulsion concepts ஆகியவற்றை ஆதரிக்க முடியும். ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் engineering value compact launch packaging-இலும், பின்னர் பெரிய deployed geometry-இலும் இருக்கிறது.

சிறிய செயற்கைக்கோள்களுக்கு stakes குறிப்பாக உயர்ந்தவை. CubeSats orbit-ஐ அடைவதை மலிவாகவும் நெகிழ்வாகவும் மாற்றியுள்ளன, ஆனால் அவற்றின் size limits பெரும்பாலும் ambition-ஐ கட்டுப்படுத்துகின்றன. Folding systems low-mass, low-cost appeal-ஐ விட்டுவிடாமல் அந்த வரம்புகளை மீற ஒரு வழியை வழங்குகின்றன.

இந்த launch ஏன் முக்கியம்

Space agencies மற்றும் commercial operators இருவருமே launch-க்கு மலிவாகவும், சென்றபின் அதிக திறனுடனும் இருக்கும் spacecraft-ஐ விரும்புகிறார்கள். OrigamiSat-2 இந்த சந்திப்பின் மையத்தில் உள்ளது. இது paper-inspired mechanics-ன் வெறும் novelty demonstration அல்ல. Deployable design மிகச் சிறிய satellites-ன் பயன்தன்மையை பலமடங்கு உயர்த்த முடியுமா என்பதற்கான சோதனை.

இந்த mission orbital technology development-இல் பரந்த pattern-ஐயும் பிரதிபலிக்கிறது. பெரிய leap-களை காத்திருக்காமல், agencies இப்போது ஒரு நேரத்தில் ஒரு critical subsystem-ஐ validate செய்யும் targeted demonstrations-ஐ நடத்துகின்றன. இங்கே அந்த subsystem deployable geometry ஆகும்.

இத்தகைய systems உறுதியானவை என்று நிரூபித்தால், பெரிய buses மற்றும் அதிக launch cost-ஐ ஏற்காமல் அதிக திறனுள்ள antennas தேவைப்படும் future constellations-ஐ அவை பாதிக்கக்கூடும். அந்த தர்க்கம் civil missions, research platforms, மற்றும் compact spacecraft-களை நம்பும் commercial networks-க்கும் பொருந்தும்.

பொறியியல் சவால்

உண்மையான கேள்வி இப்போது reliability. மடக்கப்பட்ட systems orbit-இல் தொடர்ந்து deploy ஆனால் மட்டுமே transformative ஆகும். Launch vibration, thermal extremes, vacuum conditions, mechanical tolerances ஆகியவை இதை கடினமாக்குகின்றன. JAXA-வின் program இந்த முன்னணிக்கோள்களை உண்மையான flight conditions-இல் சோதிக்கவே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

Demonstration scale-இலும் OrigamiSat-2 satellite design எவ்வாறு மாறி வருகிறதென்பதற்கான பயனுள்ள குறிகாட்டியாக உள்ளது. Spacecraft-ஐ miniaturize செய்யும் அழுத்தம் குறையப் போவதில்லை; ஆனால் பெரிய functional surfaces-ன் தேவைவும் தொடரும். Foldable architectures இந்த இரு அழுத்தங்களையும் ஒரே நேரத்தில் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய மிகத் தெளிவான வழிகளில் ஒன்றாகும்.

அதனால் இந்த launch ஒரு சுவாரசியமான experiment மட்டுமல்ல. இது தொழில்துறையின் பெரிய திசையின் compact expression: சிறியதாக launch ஆகி, orbit-ஐ அடைந்த பிறகு இன்னும் பெரியதும் திறனுள்ளதுமான ஒன்றாக மாறும் spacecraft-கள்.

இந்தக் கட்டுரை New Atlas-இன் செய்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.