總覽
RainCube（位于CubeSat中的雷達）是一項技術演示任務，旨在在低成本、快速周轉(zhuǎn)的平臺上啟用Ka波段降水雷達技術。RainCube由NASA的地球科學技術辦公室（ESTO）通過InVEST-15計劃贊助，開發(fā)了35.75 GHz的雷達有效載荷，可在6U CubeSat外形尺寸內(nèi)運行。該任務將驗證太空環(huán)境中Ka波段雷達的新架構和超緊湊輕型可部署Ka波段天線，以在三年的使用期內(nèi)將雷達和天線的技術成熟度（TRL）從4提高到7。RainCube還將展示在CubeSat平臺上安裝雷達有效載荷的可行性。該項目于2018年2月完成集成和測試，并于2018年3月交付。
任務目標RainCube具有三個主要目標：在CubeSat（6U）上開發(fā)、運行第一臺雷達儀器
演示新技術并為Ka波段（35.75 GHz）降水剖面雷達提供空間驗證。在平臺海拔不超過400 km的地方，演示：
雷達靈敏度：20dBZ或更高
垂直分辨率：250m
水平分辨率：10 km或更高
在低成本、快速周轉(zhuǎn)的平臺上實現(xiàn)未來對地球科學任務的降水分析
科學研究
數(shù)值氣候和天氣模型取決于星載衛(wèi)星的測量結果，以完成模型驗證和改進。目前，降水分布分析功能僅限于在低地球軌道（LEO）中部署的一些儀器，這些儀器無法提供以適當?shù)臅r間尺度（即分鐘）觀察天氣現(xiàn)象演變所必需的時間分辨率。LEO中的一組降水量分析儀器將提供這一基本功能，但是典型衛(wèi)星平臺和儀器的成本和時間框架使該解決方案望而卻步。因此，一種與低成本衛(wèi)星平臺（例如CubeSats和SmallSats）兼容的新儀器架構將支持星座飛行任務，并徹底改變氣候科學和天氣預報。關鍵技術
在太空環(huán)境中將驗證兩項關鍵技術：2.5U的小型化Ka波段降水剖面雷達和可容納1.5U的0.5m Ka波段拋物線可部署天線。雷達儀器由于傳統(tǒng)上具有較大的尺寸，重量和功率（SWaP），通常被認為不適合小型衛(wèi)星平臺。JPL已開發(fā)了與6U類（或更大版本）兼容的新穎體系結構，這是由雷達子系統(tǒng)的簡化和小型化驅(qū)動的。與現(xiàn)有的星載雷達相比，RainCube體系結構將組件數(shù)量，功耗和質(zhì)量降低了一個數(shù)量級。RainCube概念的基準儀器配置是在Ka波段固定的天底指向輪廓儀，在250m范圍分辨率下，最小可檢測反射率系數(shù)優(yōu)于+20 dBZ。覆蓋區(qū)尺寸（水平分辨率）由天線尺寸決定。對于400 km的軌道高度，RainCube天線可產(chǎn)生約8.5 km的地面波束覆蓋面積。
雷達電子設備和收起的天線的飛行組件約占航天器6U體積的4.5U
衛(wèi)星
JPL正在與位于加利福尼亞州歐文的Tyvak納米衛(wèi)星系統(tǒng)公司合作執(zhí)行RainCube任務。Tyvak負責開發(fā)航天器總線、集成和測試飛行系統(tǒng)，監(jiān)督運載火箭的集成，管理地面系統(tǒng)以及在飛行中操作航天器。該航天器基于Tyvak的Endeavor平臺的定制版本?；贚inux的Endeavor航空電子板為命令和數(shù)據(jù)處理以及姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)記錄器和處理功能。它還與慣性參考模塊接口，該模塊包含兩個星形攝像頭，三個反作用輪和三個磁矩。RainCube配置了120Whr電池組，以支持高峰值充電電流和擴展的有效負載操作。兩個可展開的固定太陽能電池板可提供高達45W的峰值功率。航空電子設備支持有效載荷的主動熱控制，并包括一個成像系統(tǒng)以捕獲天線部署。地面通信和數(shù)據(jù)下行鏈路使用超高頻（RX / TX）和S波段（TX），它們與位于加利福尼亞州歐文的Tyvak任務運營中心相連。RainCube具有獨特的天線設計，它的天線這就像是把雨傘塞進了一個盒子里。當立方體打開時，天線彈出，其肋骨從碳罐中伸出，展開一個金色的網(wǎng)格，形成一個拋物天線。
