Successful launch of a world premiere bringing together 23 countries: QB50 on its way to the ISS

EU LOGOLogo VKI

The objective of the European project QB50 is to design and to deploy in space a network of miniaturized satellites to study the lower layers of the thermosphere. Funded by the European Union, the project implements an international Consortium led by the von Karman Institute (VKI). The first of the two rockets that will take the QB50 constellation in space lifted off with success early on Tuesday (11.11 a.m. Cape Canaveral, 5.11 p.m. Brussels).

A large portion of the QB50 constellation (28 out of 36 CubeSats) lifted off at 5.11 p.m. GMT on Tuesday April 18th (11.11 a.m. EST, USA) from the launch Pad at Cape Canaveral in Florida. In the next days, the spacecraft will dock with the international Space Station, the 28 CubeSats should be deployed end of April. A second launch is foreseen in May with the remaining 8 CubeSats.

The CubeSats are fully functional miniaturized satellites made up of double or triple cubic units (10x10x10cm). CubeSats have a mass less than 1.33 kilograms per unit and use off-the-shelf electronic components. The nano-satellites have been designed to facilitate access to space research at lower cost.

This project represents a unique collaboration between universities and research institutes from 23 countries around the world. The project, coordinated by an international Consortium, receives funding from the European Union’s Seventh Framework Programme for Research and Technical Development*. QB50 has the objectives that include facilitating access to space for universities and research centers, performing measurements in the thermosphere, demonstrating new technologies in orbit and promoting space collaboration and science education. The QB50 CubeSats have been designed and built by a large number of young engineers, supervised by experienced staff at their universities and guided by the QB50 project through reviews and feedbacks.

The QB50 mission is a world premiere. The project is the first attempt to provide multi-point measurements of the upper layers of the atmosphere, the mid-lower thermosphere, located between 200km and 400 km altitude, through a constellation of CubeSats. This area of the thermosphere is the least explored mainly because it is difficult or risky to reach. It is too high in altitude to be reached by ground radar and small rockets and it is too low for satellites. In fact, this area is important to accurately determine the reentry trajectory of a spacecraft.

After deployment, the CubeSats of the QB50 constellation will initiate their long descent. While orbiting around the Earth several times a day, the CubeSats will take a large number of measurements of the gaseous molecules and electrical properties of the thermosphere. The data will be centralized by the von Karman Institute and will serve to better understand the relation between the Earth’s atmosphere and the Sun radiation. The results generated by the constellation will be used to validate and enhance forecasting models and improve our understanding of the physical processes taking part in the thermosphere. The CubeSats flying in the thermosphere will have a very short lifetime, between 1 to 2 years, before completely burning up in the atmosphere.

This project is the very first international real-time coordinated study of the thermosphere phenomena. The data generated by the constellation will be unique in many ways and they will be used for many years by scientists around the world”, stresses Dr. Davide Masutti, QB50 project manager at the von Karman Institute.

*This project has received funding from the European Union’s Seventh Framework Programme for Research and Technological Development under grant agreement no [284427]. This publication reflects the views only of the authors, and the European Union cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

French Translation:

Lancement réussi d'une première mondiale rassemblant 23 pays
QB50 en route vers ISS

Concevoir et lancer dans l’espace un réseau de satellites miniaturisés pour étudier les couches inférieures de la thermosphère, c’est l’objectif du projet européen QB50. Financé par l’Union européenne, le projet met en action un consortium international mené par l’Institut von Karman (VKI). Le premier des deux lancements qui permettra au réseau QB50 d’être opérationnel s’est déroulé avec succès ce mardi (11h11 Cape Canaveral, 17h11 Bruxelles).

Une grande partie du réseau QB50 (28 des 36 CubeSats) s’est envolée à 17h11 ce mardi 18 avril (11h11, aux USA) depuis la base de Cap Canaveral en Floride. Dans les prochains jours, le vaisseau s’amarrera à la station spatiale internationale ISS, les 28 CubeSats devraient être déployés fin avril. Un second lancement est prévu en mai avec les 8 CubeSats restants.

Les CubeSats sont des nano-satellites complètement fonctionnels. Ils ont la forme d'un cube d'un décimètre de côté (volume de 1 litre), pèsent moins d'1,33 kg et utilisent des composants électroniques banalisés. Ce format a été défini pour permettre de lancer dans l'espace des expériences scientifiques à un coût réduit.

Le projet QB50 est issu d’une collaboration entre universités et instituts de recherche de 23 pays à travers le monde. Coordonné par un consortium international, le projet est financé par le 7ème Programme-cadre pour la recherche et le développement technologique de l’Union européenne*. Les objectifs de QB50 sont entre autres de faciliter l’accès à l’espace pour les universités et centres de recherche, d'effectuer des mesures dans la thermosphère, de faire la démonstration de nouvelles technologies dans l’espace, de contribuer à la collaboration spatiale et à la formation scientifique. Les CubeSats QB50 ont été conçus et construits par un grand nombre de jeunes ingénieurs, supervisés par du personnel expérimenté de leurs universités et guidés par le projet QB50 via  des révisions et retours sur leur travail.

La mission QB50 est une première mondiale. Ce projet constitue la première tentative de mesures multipoints, à l’aide d'un réseau de CubeSats, des couches supérieures de l'atmosphère, la thermosphère moyenne et basse, située entre 200 et 400 km d’altitude. Cette zone de la thermosphère est la moins explorée, principalement parce qu’elle est difficile à atteindre ou présente certains risques. Elle est à la fois trop haute pour pouvoir être atteinte par des radars au sol ou de petites fusées et trop basse pour les satellites. Or cette zone est importante pour comprendre avec précision la trajectoire de rentrée de tout véhicule spatial.

Une fois déployés, les CubeSats du réseau QB50 entameront leur lente descente. Alors qu’ils orbiteront plusieurs fois par jour autour de la terre, les CubeSats prendront de nombreuses mesures des molécules gazeuses et des propriétés électriques de la thermosphère. Ces données seront centralisées par le VKI et serviront à mieux comprendre la relation entre l’atmosphère terrestre et les radiations solaires. Les résultats seront utilisés pour valider et optimiser les modèles de prévisions météorologiques, ainsi que pour mieux comprendre les processus physiques qui sont d'application dans la thermosphère. Les CubeSats évoluant dans la thermosphère n’auront qu’une durée de 1 à 2 ans, après quoi ils se consumeront totalement dans l’atmosphère.

"Ce projet est la toute première étude coordonnée à l’échelle mondiale des facteurs qui régissent la thermosphère. Les données récoltées par ce réseau seront uniques et utilisées pendant de nombreuses années par les scientifiques du monde entier." explique Dr Davide Masutti, chef de projet QB50 au VKI.

Dutch Translation:

Succesvolle lancering van een uniek project dat23 landen verenigt
QB50 op weg naar het ISS

Het Europese QB50 project is gericht op het ontwikkelen en ontplooien in de ruimte van een netwerk van kleine satellieten voor de studie van de onderste lagen van de thermosfeer. Het project wordt gefinancierd door de Europese Unie en brengt een internationaal consortium samen waarvan het von Karman instituut (VKI) aan het hoofd staat. De eerste van twee lanceerraketten die de QB50 constellatie in een baan om de aarde zal brengen is deze dinsdag met succes gelanceerd (11u11 Cape Canaveral, 17u11 Brussel).

Een groot deel van de QB50 constellatie (28 van de in het totaal 36 CubeSats) werd om 17u11 op dinsdag 18 april (om 11u11 USA) gelanceerd vanop de lanceerbasis Cape Canaveral in Florida. Het ruimtetuig, met de satellieten aan boord, zal de komende dagen aan het Internationaal Ruimtevaartstation worden gekoppeld vanwaar de 28 CubeSats rond eind april in een baan om de aarde zullen worden gebracht. Een tweede lancering met de resterende 8 CubeSats is voorzien in mei 2017.

CubeSats zijn volledig functionerende mini-satellieten die in kubusvorm paarsgewijs of per drie aan elkaar kunnen geschakeld worden. Eén CubeSat heeft een massa van minder dan 1,33kg en is samengesteld uit kant-en-klare elektronische onderdelen. Deze nano-satellieten werden ontworpen om ruimtevaartonderzoek te kunnen doen tegen een relatief lage kostprijs.

Het QB50-project is een unieke samenwerking tussen universiteiten en onderzoeksinstellingen uit 23 landen. Het project, gecoördineerd door een internationaal consortium, wordt gefinancierd door het 7de kaderprogramma voor onderzoek en technologische ontwikkeling van de Europese Unie*. De doelstellingen van QB50 omvatten het faciliteren van de toegang tot de ruimte voor universiteiten en onderzoeksinstellingen, metingen uitvoeren in de thermosfeer, nieuwe technologieën testen in de ruimte en samenwerking op het vlak van ruimtevaart en educatie promoten. De QB50 CubeSats werden allemaal gebouwd door jonge, enthousiaste ingenieurs ondersteund door ervaren medewerkers in de universiteiten en begeleid door het QB50 projectteam aan de hand van evaluaties en regelmatige feedback.

De QB50 missie is een wereldpremière. Nooit eerder werd een zwerm van CubeSats gelanceerd in een poging om gelijktijdige metingen te doen van de samenstelling van de bovenste lagen van de atmosfeer en de middelste laag van de thermosfeer die zich tussen 200km en 400km hoogte bevindt. Dit deel van

de thermosfeer is het minst gekend omdat die niet zonder risico en inspanning kan worden bereikt. Ze is immers te hoog om met radars of kleine raketten te verkennen en te laag om te onderzoeken met (klassieke) satellieten. Kennis van de samenstelling van dit deel van de thermosfeer is heel belangrijk om het juiste terugkeertraject in de atmosfeer van een ruimtetuig te kunnen bepalen.

Nadat de CubeSats van het QB50-project in hun omloopbaan zijn gebracht, zullen ze geleidelijk aan beginnen te dalen. Terwijl ze meerdere keren per dag de volledige omtrek van de aarde omwentelen, zullen ze metingen uitvoeren van de gasmoleculen en de elektrische deeltjes van waaruit de thermosfeer is samengesteld. De gegevens zullen verzameld worden door het von Karman instituut en zullen gebruikt worden als studiemateriaal om de relatie tussen de aardse atmosfeer en de straling van de zon beter te begrijpen. De resultaten van de constellatie zullen de voorspellingsmodellen valideren en verbeteren en onze kennis van de natuurkundige processen in de thermosfeer verhogen. De CubeSats die zich in de thermosfeer bevinden hebben slechts een beperkte levensduur; na ongeveer 1 tot 2 jaar zullen ze volledig opbranden in de atmosfeer.

Dit project is het eerste internationaal gecoördineerd initiatief voor de wereldwijde studie van fenomenen in de thermosfeer. De gegevens die de constellatie zal verzamelen zijn in meerdere opzichten uniek en zullen door wetenschappers gedurende vele jaren als studiemateriaal kunnen worden gebruikt”, benadrukt Dr. Davide Masutti, QB50 project manager bij het von Karman instituut.