¿Cómo es útil la ISS para lanzar cubesats y minisats?

La razón por la que los Cubesats se lanzan desde la ISS tiene más que ver con la disponibilidad de lanzamiento. Es bastante difícil lanzarlo como una carga útil secundaria tan pequeña. Además, para los satélites pequeños, uno tiene que estar cerca de la Tierra (para volver a entrar en un tiempo razonable y ayuda con el presupuesto de comunicación), lo que es aún más difícil de conseguir. Prácticamente todos los lanzamientos que son lo suficientemente bajos como para que la FCC requiera un período de reingreso de 25 años son a la ISS o a satélites espía. A los satélites espía no les gusta tener cargas útiles secundarias (aunque recientemente ha habido algunas, vea este enlace), por lo que la ISS es una de las mejores, si no la mejor, opciones para la órbita de un satélite. Tenga en cuenta que si uno tiene el combustible necesario, se podría lanzar como un lanzamiento secundario a la mayoría de los satélites de observación de la Tierra, que hay en gran número.

De acuerdo, entonces, si vas a ser una carga útil secundaria que se dirige a la ISS, ¿por qué realmente lanzarla desde la ISS? La razón es que el espacio alrededor de la ISS está cuidadosamente controlado. Al lanzarse desde la ISS, pueden hacerlo en un momento y de una manera que asegure que no vuelvan a chocar con tales objetos. Podrían optar por hacerlo justo antes de que se dispare un propulsor, por ejemplo. También simplifica el lanzamiento, ya que no se requiere control de cohetes para separar la carga útil y los satélites pueden permanecer como cualquier otra carga. Los sistemas de lanzamiento son dispositivos complejos, lanzar directamente a la ISS evita tener uno de estos sistemas.

Los Cubesats son misiones de oportunidad y no pueden darse el lujo de elegir sus trayectorias de lanzamiento con mucho cuidado. La conclusión es que hacen lo que pueden, y prácticamente a todos los que conozco no les importa mucho cuál sea su órbita (solo que tienen una inclinación lo suficientemente alta como para controlarlos desde su estación terrestre). Todas las misiones de cubesat con las que estoy familiarizado han esperado años en tierra para ser lanzadas. En su mayoría, solo quieren llegar a la órbita, no les importa mucho la inclinación de la órbita.

Los CubeSats son siempre cargas útiles secundarias y muy rara vez tienen un sistema de propulsión. Esto significa que tienes que tomar la órbita que puedas conseguir. No es raro que la oportunidad de lanzamiento, que se planeó con años de anticipación durante la fase de diseño, cambie poco antes del lanzamiento. Por lo tanto, los CubeSats no están diseñados para misiones que requieran una órbita específica.

Cuando tienes la oportunidad de lanzar desde la ISS, hay al menos dos grandes ventajas para cualquier otro lanzador: en primer lugar, conoces la inclinación y la altitud aproximada (350 a 450 km) de la órbita. En segundo lugar, tiene la garantía de volver a entrar en la atmósfera cuando se lanza desde la ISS, lo que no se puede garantizar mediante el lanzamiento con un satélite de observación terrestre estándar. Estos satélites orbitan a más de 600 km, mientras que 600 km es aproximadamente la altitud máxima si necesita volver a ingresar durante 25 años después del final de su vida útil sin llevar un sistema de propulsión o arrastre para acelerar su decaimiento orbital.

Por ejemplo, la agencia espacial de Alemania (DLR) no está financiando CubeSats que no están garantizados para volver a entrar en la atmósfera dentro de los 25 años, porque están siguiendo estrictamente el Código de Conducta Europeo para la Mitigación de Desechos Espaciales (¡lo cual es bueno!). Esto deja a la ISS como una de las mejores posibilidades de lanzamiento.

Tiene razón en que un cambio de plano de la inclinación de la ISS de 51,6 ° a una órbita polar o ecuatorial es ridículamente inviable. Por ejemplo, suponiendo órbitas circulares , el ΔV requerido viene dado por:

Por lo tanto, un cambio de plano de 50° cuesta ~6 km/s, ¡eso es casi lo mismo que el vehículo de lanzamiento original! (Esto supone una velocidad orbital de 7 km/seg, lo suficientemente cerca como para aclarar el punto).

Cubesats desplegados desde la ISS porque están disponibles, y muchos cubesats se utilizan para demostrar nuevas tecnologías o como capacitación para universidades o empresas emergentes. No les importa la órbita; les importa la órbita.

Dicho esto, se puede realizar una observación útil de la Tierra desde una inclinación de la ISS, ya que la mayoría de la población de la Tierra vive dentro de una latitud de ±51°.