Uma década atrás, enquanto ainda era um Ph.D. estudante da Cornell University, Zac Manchester imaginou a construção de satélites em escala de chip que poderiam trabalhar juntos para estudar a Terra ou explorar o espaço. Em 3 de junho, enquanto NASA Ames Research Center anuncia a implantação bem-sucedida do maior enxame de ChipSats da história, Manchester, agora um professor assistente em Stanford, já está prevendo o futuro dessa tecnologia.

"É como a revolução do PC para o espaço, "disse Manchester, que ingressou no corpo docente de aeronáutica e astronáutica no ano passado. "Nós mostramos que é possível para enxames de barato, minúsculos satélites para um dia realizar tarefas agora realizadas por grandes, satélites mais caros, tornando acessível para qualquer pessoa colocar instrumentos ou experimentos em órbita. "

A equipe de Manchester implantou 105 ChipSats na órbita baixa da Terra em 18 de março e, no dia seguinte, detectou os sinais que eles enviaram um ao outro, demonstrando sua capacidade de se comunicar como um grupo, um pré-requisito para operar como um enxame. Desde aquele tempo, os pesquisadores têm trabalhado com a NASA para concluir a primeira fase da análise dos dados da missão.

Pequeno e barato

Cada ChipSat é uma placa de circuito ligeiramente maior do que um selo postal. Construído por menos de $ 100 cada, cada ChipSat usa células solares para alimentar seus sistemas essenciais:o rádio, microcontrolador e sensores que permitem que cada dispositivo localize e se comunique com seus pares. No futuro, O ChipSats pode conter eletrônicos feitos sob medida para missões específicas, Disse Manchester. Por exemplo, eles podem ser usados ​​para estudar os padrões climáticos, migrações de animais ou outros fenômenos terrestres. As aplicações de viagens espaciais podem incluir o mapeamento das características da superfície ou composição interna de asteróides ou luas orbitando outros planetas.

“O maior custo da exploração espacial é o lançamento, e estamos tentando criar o menor, plataforma de satélite mais leve, capaz de realizar tarefas úteis, "Manchester disse.

Os ChipSats foram protótipos projetados com o único propósito de orbitar a Terra por alguns dias antes de queimarem ao reentrar na atmosfera. Mas os dados coletados desse experimento - a maior implantação simultânea dos menores satélites funcionais já construídos - ajudaram a validar a meta de Manchester de dar o próximo passo na miniaturização da tecnologia de satélites.

Desde o lançamento do Sputnik em 1957, nações - e mais tarde empresas - correram para colocar satélites em órbita para fins militares e civis. Contudo, em $ 10, 000 para colocar meio quilo de carga útil no espaço, os custos de lançamento sempre representaram uma grande barreira à entrada. Mas, em 1999, um grande avanço ocorreu quando pesquisadores de Stanford e da California Polytechnic State University definiram e popularizaram o CubeSat:uma luz, Recipiente de 4 polegadas cúbicas que pode realizar uma missão científica de pequena escala. CubeSats alinhados perfeitamente com o objetivo da NASA de desenvolver projetos menores, missões menos caras para dar a mais pesquisadores a chance de superar a barreira dos custos e enviar experimentos ao espaço.

Caminho para o sucesso

Em 2009, enquanto estudava com o professor Mason Peck da Cornell, Manchester imaginou como transformar a essência eletrônica de um satélite em um dispositivo ainda mais barato e fácil de construir do que um CubeSat. Em 2011, ele fez crowdfunding seu projeto colocando-o no Kickstarter.com, levantando rapidamente cerca de $ 75, 000 de 315 contribuintes, e o que ele inicialmente chamou de projeto KickSat nasceu. "Quero torná-lo fácil e acessível o suficiente para que qualquer pessoa explore o espaço", foi como disse Manchester na época.

Desde então, ele perseguiu essa visão por meio de períodos de pesquisa em Harvard e NASA Ames antes de vir para Stanford. Ele teve decepções. Em 2014, O primeiro projeto KickSat de Manchester foi lançado no espaço transportando 100 ChipSats, mas uma falha fez com que os satélites experimentais voltassem a entrar na atmosfera e queimassem antes que pudessem ser implantados.

Destemido, Manchester e colaboradores da Cornell, Carnegie Mellon e NASA Ames redesenharam os ChipSats para a missão recente. Eles embalaram 105 ChipSats em uma nave-mãe CubeSat chamada KickSat-2, que foi lançado na Estação Espacial Internacional em 17 de novembro. Durante meses, Manchester esperou pela luz verde da NASA para implantar os ChipSats dentro do Kick-Sat-2 em órbita baixa da Terra.

Esse momento finalmente chegou, quando os comandos de implantação foram transmitidos da antena parabólica de 18 metros atrás do campus de Stanford. Outro dia ansioso se passou antes que Manchester soubesse que a antena parabólica sensível havia detectado os sinais fracos dos ChipSats, o que significava que eles estavam operacionais. Manchester trabalhou com colaboradores em todo o mundo para rastrear os ChipSats à medida que transmitiam dados até reentrar na atmosfera e queimar em 21 de março.

Estimulado por este sucesso, Manchester disse que continuará a trabalhar para um futuro próximo em que os alunos, amadores e cientistas cidadãos em todo o mundo podem construir e lançar suas próprias pequenas missões de satélite com a mesma facilidade com que voam um drone.