Спутник юных инженеров 2

Восстановленное развертывание троса YES2, т.е. траектория капсулы «Фотино» относительно космического корабля «Фотон». Орбитальное движение — влево. Земля упала. Гора Эверест показана несколько раз для масштаба. «Фотино» был выпущен вертикально, в 32 км ниже «Фотона», примерно в 240 км над поверхностью Земли, и вернулся в атмосферу в направлении Казахстана.

« Спутник молодых инженеров 2» ( YES2 ) представлял собой созданный студентами тросовый спутник весом 36 кг , который был частью миссии ЕКА « Фотон-М3» микрогравитационной . Запуск российского «Фотона-М3» произошел 14 сентября 2007 года в 13:00 (центральноевропейское время) ракетой -носителем «Союз-У» , стартовавшей с космодрома Байконур в Казахстане . ^{[ 1 ]} Фотон-М3 успешно вернулся на Землю 26 сентября 2007 года и приземлился в Казахстане в 7:58 по Гринвичу. ^{[ 2 ]} Проект YES2 был реализован компанией Delta-Utec SRC под контролем Управления образования ЕКА и почти полностью спроектирован и построен студентами и молодыми инженерами.

Развертывание YES2 состоялось 25 сентября 2007 года. Цель миссии заключалась в развертывании троса длиной 30 км и толщиной 0,5 мм (сделанного из Dyneema ) в два контролируемых этапа, чтобы выпустить небольшую сферическую легкую возвращаемую капсулу под названием Fotino. по заданной траектории к месту посадки в Казахстане. ^{[ 3 ]} Научные цели миссии были достигнуты. YES2 показал первое многоступенчатое развертывание привязи. Ее удалось восстановить с точностью около 20 м для первой очереди (3400 м) и 100–150 м для протяженности 31,7 км в целом. Первая ступень была развернута точно (погрешность около 10–20 м), вторая ступень — с перебросом на 1,7 км. Фотино был выпущен, как и планировалось, во время поворота привязной системы по вертикали (вид с Фотона). Можно оценить свойства привязки, динамику развертывания и производительность системы развертывания привязки. Развертыватель троса работал штатно. Однако из-за электрической неисправности бортовой компьютер не смог правильно зарегистрировать окончательную длину, и первоначально на основе телеметрии, доступной в режиме реального времени, сообщалось только о частичном раскрытии. Было обнаружено, что трение при первоначальном развертывании превышает номинальный диапазон, что, как показали испытания после миссии, скорее всего, связано с термомеханической стабилизацией катушки троса. ^{[ 4 ]} Через несколько недель после завершения миссии анализ полного набора данных подтвердил, что трос развернут на полную длину в 31,7 км. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} После отделения от спускаемой капсулы «Фотино» не поступило никакого сигнала, и она была потеряна. ^{[ 4 ]} YES2 установил новый мировой рекорд как самое длинное искусственное сооружение в космосе и позже был включен в Книгу рекордов Гиннеса издания 2009 года. ^{[ 7 ]}

Проект ДА2

Большую часть работы, проделанной в этом амбициозном проекте (например, проектирование, производство и интеграция), выполнили студенты и молодые инженеры. Всего приняли участие около 450 студентов.

Вскоре после начала проекта были созданы четыре «Центра экспертизы». Это были университеты, которые отвечали за части спутника или подсистемы. Центрами были: Самарский государственный аэрокосмический университет, Россия (анализ полета, GPS); Университет Модены и Реджо-Эмилии, Италия (капсула возвращения); Hochschule Niederrhein в Крефельде , Германия (привязной); Университет Патры , Греция (механический и термический). Координацию и системное проектирование осуществлял генеральный подрядчик Delta-Utec SRC из Нидерландов.

Ближе к концу проекта, на этапе производства и интеграции, работа была сосредоточена в офисе Delta-Utec в Лейдене и ESTEC ЕКА в Нордвейке , где спутник был построен и испытан.

В программу испытаний вошли:

испытания на электромагнитную совместимость в испытательной камере ЭМС «Максвелл»
моделирование космической среды в термовакуумной камере
вибрационные испытания на вибростоле
функциональные тесты всех компонентов и подсистем

Спутник был передан ЕКА в начале мая 2007 года и вскоре после этого отправлен в Самару (Россия), где YES2 впервые был сопряжен с Фотоном-М3 в испытательных целях. После этого YES2 и Фотон снова были разделены и доставлены на Байконур (Казахстан) поездом, где весь спутник был полностью интегрирован и состыкован с ракетой-носителем - ракетой "Союз-У" . «Фотон-М3» и YES2 наконец стартовали 14 сентября 2007 года в 13:00 (центральноевропейское время) со стартовой площадки имени Гагарина на космодроме Байконур .

Главным вкладом проекта стала демонстрация комплекса управляемого развертывания в два этапа. После полета было собрано несколько независимых источников данных о развертывании, включая измерения длины и скорости развертывания от самого YES2, а также высокоточные данные трехосного акселерометра из отдельного эксперимента на космическом корабле-носителе Foton. Эти данные подтвердили, что развертывание проходило в основном успешно, в частности, критический первый этап и переходный этап, а также привязное развертывание работало номинально. Полученные данные помогли понять работу развертывателя и динамику троса в еще невиданных деталях, включая явные признаки звуковых волн, поперечных волн и движения пружинных масс. Небольшая возвращаемая капсула «Фотино», предназначенная для демонстрации концепции SpaceMail, не была успешно обнаружена. Расчеты, основанные на данных датчика YES2, показывают, что место приземления должно было находиться в Аральском море или вблизи него . Альтернативно, капсула, сама по себе экспериментальная, могла сгореть или разбиться.

Дизайн спутника

В эксперименте было три основных компонента:

FLOYD – механизм развертывания YES2, расположенный на космическом корабле Foton;
МАСС – Система сбора и поддержки механических данных;
ФОТИНО – небольшая сферическая капсула диаметром 40 см и массой 6 кг.

Дизайн миссии YES2

Во время полета механизм ФЛОЙД выбросил два других компонента. Затем должно было быть проведено контролируемое развертывание троса длиной 30 км. Орбитальная динамика привела к тому, что капсула Фотино оказалась перед основным космическим кораблем. Остановив развертывание, было вызвано раскачивание, подобное маятнику. Когда капсула и трос пересекли местную вертикаль, трос оборвался. Поскольку капсула тогда двигалась слишком медленно, чтобы оставаться на орбите, она вышла на траекторию повторного входа в атмосферу с высоты около 250 км, защищенную тепловым экраном из новых материалов. Как только он достигнет высоты 5 км, предполагалось раскрыть парашют, чтобы обеспечить мягкую посадку в степях Казахстана.

Поскольку данные с «Фотино» не были переданы по нисходящей линии, а сама капсула «Фотино» не была восстановлена, неизвестно, насколько хорошо капсула пережила вход.

См. также

Космический трос

Ссылки

^ «Старт для миссии Foton в условиях микрогравитации» . ЕКА.
^ «Эксперименты Фотона-М3 возвращаются на Землю» . Проверено 26 сентября 2007 г.
^ Кэтрин Сандерсон (26 сентября 2007 г.). «Бросая строчку из космоса» . Природа . 449 (7161): 387. Бибкод : 2007Natur.449..387S . дои : 10.1038/449387a . ПМИД 17898730 .
^ Jump up to: ^а ^б ЕКА ДА Страница
^ Михель Круифф; Эрик Дж. ван дер Хайде; Вуббо Дж. Окелс (ноябрь – декабрь 2009 г.). «Анализ данных эксперимента с привязанной космической почтой» . Журнал космических кораблей и ракет . 46 (6): 1272–1287. дои : 10.2514/1.41878 . Проверено 9 апреля 2023 г.
^ Михил Круйфф, «Привязи в космосе, демонстрация безракетной двигательной установки на орбите», ISBN 978-90-8891-282-5 ( [1] )
^ «Команда YES2 установила мировой рекорд по использованию космического троса» . 08.11.2007 . Проверено 10 июля 2008 г.

Внешние ссылки

Домашняя страница
Домашняя страница проекта ЕКА
Анимация миссии YES2 Tether и капсулы повторного входа в Фотино
Тросы в космосе: демонстрация безракетного двигателя на орбите - Институциональный репозиторий Делфтского технического университета

[1] «Старт для миссии Foton в условиях микрогравитации» . ЕКА.

[2] «Эксперименты Фотона-М3 возвращаются на Землю» . Проверено 26 сентября 2007 г.

[3] Кэтрин Сандерсон (26 сентября 2007 г.). «Бросая строчку из космоса» . Природа . 449 (7161): 387. Бибкод : 2007Natur.449..387S . дои : 10.1038/449387a . ПМИД 17898730 .

[YES-4] Jump up to: ^а ^б ЕКА ДА Страница

[5] Михель Круифф; Эрик Дж. ван дер Хайде; Вуббо Дж. Окелс (ноябрь – декабрь 2009 г.). «Анализ данных эксперимента с привязанной космической почтой» . Журнал космических кораблей и ракет . 46 (6): 1272–1287. дои : 10.2514/1.41878 . Проверено 9 апреля 2023 г.

[6] Михил Круйфф, «Привязи в космосе, демонстрация безракетной двигательной установки на орбите», ISBN 978-90-8891-282-5 ( [1] )

[7] «Команда YES2 установила мировой рекорд по использованию космического троса» . 08.11.2007 . Проверено 10 июля 2008 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

v т и ← 2006 Орбитальные запуски в 2007 году. 2008 →
January	Cartosat-2, SRE-1, Lapan-TUBsat, Pehuensat-1 Progress M-59 NSS-8
February	Beidou-1D THEMIS A, THEMIS B, THEMIS C, THEMIS D, THEMIS E IGS Radar 2, IGS Optical 3V
March	ASTRO, CFESat, FalconSAT-3, MidSTAR-1, NEXTSat, STPSat-1 Skynet 5A, INSAT-4B
April	Soyuz TMA-10 Anik F3 Hai Yang 1B Compass-M1 EgyptSat 1, Saudisat-3, SaudiComsat-3, SaudiComsat-4, SaudiComsat-5, SaudiComsat-6, SaudiComsat-7, CP-3, CP-4, CAPE-1, Libertad 1, AeroCube 2, CSTB-1, MAST AGILE, AAM NFIRE AIM
May	Astra 1L, Galaxy 17 Progress M-60 NigComSat-1 Yaogan 2, Zheda PiXing 1 Globalstar 65, Globalstar 69, Globalstar 71, Globalstar 72 Sinosat-3
June	Kosmos 2427 COSMO-1 STS-117 (ITS S3/4) Ofek-7 TerraSAR-X USA-194 Genesis II Kosmos 2428
July	SAR-Lupe 2 Zhongxing 6B DirecTV-10
August	Progress M-61 Phoenix STS-118 (ITS S5, SpaceHab LSM) Spaceway-3, BSAT-3a
September	INSAT-4CR JCSAT-11 Kosmos 2429 Kaguya (Okina, Ouna) Foton-M No.3, YES2 WorldView-1 CBERS-2B Dawn
October	Intelsat 11, Optus D2 Soyuz TMA-11 USA-195 USA-196 Globalstar 66, Globalstar 67, Globalstar 78, Globalstar 70 Kosmos 2430 STS-120 (Harmony) Chang'e 1 Kosmos 2431, Kosmos 2432, Kosmos 2433
November	SAR-Lupe 3, Rubin-7 USA-197 Yaogan 3 Skynet 5B, Star One C1 Sirius 4
December	Globus-1M No.11L COSMO-2 USA-198 Radarsat-2 USA-199 Horizons-2, Rascom-QAF 1 Progress M-62 Kosmos 2434, Kosmos 2435, Kosmos 2436
Launches are separated by dots ( • ), payloads by commas ( , ), multiple names for the same satellite by slashes ( / ). Crewed flights are underlined. Launch failures are marked with the † sign. Payloads deployed from other spacecraft are (enclosed in parentheses).