Cubesats Tandem Flights

Abstract

Táto práca študuje problematiku nanosatelitov typu CubeSat a ich použitie v rámci teórie distribuovaných vesmírnych systémov. Konkrétne sa práca zaoberá štúdiou spolupráce viacerých CubeSatov vo forme napr. formácií či konštelácií, spolu s analýzou možností na určenie a riadenie polohy a orientácie CubeSatu za použitia rôznorodých senzorov či aktuátorov. Sú rozobrané schopnosti a limity jednotlivých prístupov v tejto oblasti. Takisto sú rozobrané a diskutované možné prístupy k vzájomnému riadeniu a vzájomnej kontrole viacerých CubeSatov v rámci formácie. Vyústením a prínosom práce je štúdia uskutočniteľnosti vesmírneho teleskopu, pozostávajúceho z dvoch CubeSatov, ktoré by leteli vo svojej tesnej blízkosti, kde jeden by niesol optiku a druhý detektor. Takáto konfigurácia by umožňovala ohniskovú vzdialenosť, ktorá by bola väčšia než akú by bolo možné dosiahnuť s jediným CubeSatom.

This thesis studies the issue of CubeSat nanosatellites and their application in the framework of distributed space systems theory. Specifically, the thesis deals with the study of cooperation of multiple CubeSats in the form of, e.g. formations or constellations, together with the analysis of the possibilities for determining and controlling the attitude of a CubeSat using a variety of sensors or actuators. The capabilities and limitations of different approaches in this area are discussed. Additionally, relative control methods for multiple CubeSats within a formation are studied and discussed. The contribution of the work is a feasibility study of a space telescope consisting of two CubeSats flying in close proximity to each other, where one would carry the optics and the other the detector. Such a configuration would allow the design of a space telescope with a longer focal length, something which would not be achievable with a single CubeSat.