🧩 ما هي CubeSats؟
CubeSat هي وحدة قياسية الشكل والحجم (عادة 10x10x10 سم لكل وحدة أو "U")، تُستخدم لبناء أقمار صناعية صغيرة الحجم وخفيفة الوزن. قد تكون CubeSats من وحدة واحدة (1U)، أو تجمع أكثر من وحدة مثل 3U أو 6U، حسب الغرض من استخدامها.
ما يميز CubeSats أنها:
-
منخفضة التكلفة مقارنة بالأقمار التقليدية.
-
خفيفة، ويمكن إطلاقها على متن صواريخ تجارية أو ضمن مهمات أخرى.
-
قابلة للتخصيص لتناسب أهدافًا علمية أو تجارية أو تعليمية.
⚙️ كيف يتم تصميم CubeSat؟
يتطلب تصميم CubeSat معرفة متعددة التخصصات تشمل الإلكترونيات، البرمجة، الديناميكا المدارية، والميكانيكا. عادة، تمر عملية التصميم بالمراحل التالية:
1. تحديد المهمة (Mission Definition)
قبل كل شيء، يتم تحديد الهدف: هل هو لمراقبة الأرض؟ الاتصالات؟ تجربة علمية؟ هذه الخطوة تحدد كل شيء لاحقًا.
2. تصميم الحمولة (Payload Design)
الحمولة هي الجزء الأساسي الذي يحقق هدف المهمة، مثل:
-
كاميرات عالية الدقة لمراقبة الأرض.
-
أجهزة إرسال/استقبال للاتصالات.
-
مستشعرات للبيئة الفضائية.
3. النظم الفرعية (Subsystems)
CubeSat يتكون من عدة نظم فرعية، منها:
-
نظام الطاقة (EPS): يشمل الألواح الشمسية والبطاريات.
-
نظام التحكم بالاتجاه (ADCS): يتحكم باتجاه القمر في المدار باستخدام جيروسكوبات أو مغناطيسات.
-
نظام الاتصالات: يحدد نوع التردد وسرعة البيانات.
-
نظام الحوسبة والتحكم (OBC): هو عقل القمر الصناعي، يدير جميع العمليات الداخلية.
4. اختبارات المحاكاة والبيئة
قبل الإطلاق، يتم إخضاع CubeSat لمحاكاة بيئات الفضاء:
-
اختبار الاهتزاز (Vibration).
-
اختبار الفراغ الحراري (Thermal Vacuum).
-
اختبار الاتصالات المدارية.
🌍 الاستخدامات في مراقبة الأرض
تُستخدم CubeSats الآن في مراقبة البيئة، الزراعة، المناخ، والكوارث الطبيعية. بفضل المستشعرات الدقيقة والكاميرات المصغرة، يمكن لـ CubeSats التقاط صور متعددة الأطياف وتحليل الغطاء النباتي أو تلوث البحار.
مثال: مشروع Planet Labs يستخدم أسطولًا من CubeSats لتصوير الأرض بشكل يومي بجودة عالية.
📡 الاستخدامات في الاتصالات
بعض الشركات الناشئة تعتمد على CubeSats لبناء شبكات اتصال عالمية، خاصة في المناطق النائية. من خلال نشر مئات CubeSats في المدار الأرضي المنخفض (LEO)، يمكن إنشاء شبكة إنترنت فضائية شبيهة بما تقوم به Starlink ولكن بأحجام وأكلاف أقل.
🚀 مستقبل CubeSats
CubeSats لم تعد تقتصر على الأبحاث الجامعية، بل أصبحت جزءًا أساسيًا من القطاع الفضائي التجاري. المستقبل يحمل:
-
مهام بين كوكبية باستخدام CubeSats.
-
اندماج الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات على متن القمر نفسه.
-
تحسين العمر التشغيلي والنظم الدفاعية ضد الحطام الفضائي.
📌 خاتمة
CubeSats أثبتت أن الابتكار لا يحتاج دائمًا إلى مليارات الدولارات. عبر حجم صغير وذكاء تصميمي، أصبحت هذه الأقمار الصغيرة أدوات قوية في خدمة العلم، البيئة، والاتصال. إنها ثورة صامتة، لكنها ستصنع ضجيجًا في مستقبل الفضاء القريب.
