✖


Jump to content

Космические миссии

(Перенаправлено с ТСС-1 )
Основная статья: Космический трос

Изображение тросового спутника TiPS Военно-морской исследовательской лаборатории США. Обратите внимание, что развернутой показана только небольшая часть 4-километрового троса.

несколько космических тросов . В космических миссиях было использовано [1] Спутники-тросы могут использоваться для различных целей, включая исследования в области тросового движения , приливной стабилизации и динамики орбитальной плазмы.

Миссии увенчались успехом с разной степенью успеха; некоторые из них добились большого успеха.

Описание

[ редактировать ]

Привязные спутники состоят из трех частей: базы-спутника; трос; и субспутниковые. База-спутник содержит субспутник и привязь до момента развертывания. Иногда базовым спутником является другой основной спутник, иногда это может быть космический корабль, космическая станция или Луна. Привязь — это то, что поддерживает связь между двумя спутниками. Субспутник освобождается от основания с помощью пружинной системы выброса, центробежной силы или гравитационного градиента.

Тросы могут быть развернуты для ряда применений, включая электродинамическое движение, обмен импульсом, искусственную гравитацию, развертывание датчиков или антенн и т. д. За развертыванием троса может последовать фаза удержания на месте (особенно, если целевым состоянием является вертикальная ориентация системы). ), а иногда, если позволяет система развертывания, и отвод. [ нужна ссылка ]

Фаза удержания позиции и фаза отвода требуют активного контроля для обеспечения устойчивости, особенно когда принимаются во внимание атмосферные воздействия. Когда нет упрощающих предположений, динамика становится слишком сложной, потому что тогда она управляется набором обыкновенных и частично нелинейных, неавтономных и связанных дифференциальных уравнений . Эти условия создают список динамических проблем, которые следует учитывать: [2]

  • Трехмерная динамика твердого тела (либрационное движение) станции и подспутника
  • Качающиеся плоскостные и внеплоскостные движения троса конечной массы
  • Смещение точки крепления троса от центра масс базы-спутника, а также контролируемые изменения смещения.
  • Поперечные колебания троса
  • Внешние силы
Изображение спутника, привязанного к космическому челноку, выполненное художником НАСА.

Полеты на Tether в рамках пилотируемых космических миссий

[ редактировать ]

Близнецы 11

[ редактировать ]
Основная статья: Близнецы 11

В 1966 году «Джемини-11» использовал трос длиной 30 м (98 футов), который стабилизировался вращением, дающим 0,00015 g.

Миссии шаттла TSS

[ редактировать ]

Миссия ТСС-1

[ редактировать ]
Крупный план Привязной спутниковой системы (TSS-1) на орбите над космическим кораблем "Атлантис".

Привязная спутниковая система-1 (TSS-1) была предложена НАСА и Итальянским космическим агентством (ASI) в начале 1970-х годов Марио Гросси из Смитсоновской астрофизической обсерватории и Джузеппе Коломбо из Падуанского университета. Это был совместный проект НАСА и Итальянского космического агентства , он был запущен в 1992 году во время STS-46 на борту космического корабля "Атлантис" с 31 июля по 8 августа. [3]

Цели миссии TSS-1 заключались в проверке концепции стабилизации гравитационного градиента и создании исследовательской установки для изучения космической физики и электродинамики плазмы. Эта миссия раскрыла несколько аспектов динамики привязанной системы, хотя спутник не был полностью развернут. Он застрял на высоте 78 метров; после того, как эта проблема была устранена, его развертывание продолжилось на длину 256 метров (840 футов), прежде чем снова застрять, на чем усилия наконец закончились. [4] (общая предлагаемая длина составляла 20 000 метров (66 000 футов)). Выступающий болт [5] из-за поздней модификации системы катушек развертывания заклинило механизм развертывания и не удалось развернуть его до полного выдвижения. Несмотря на эту проблему, результаты показали, что основная концепция длинных привязей, стабилизированных гравитационным градиентом, была обоснованной. Он также решил несколько проблем, связанных с динамикой кратковременного развертывания, уменьшил проблемы безопасности и четко продемонстрировал возможность развертывания спутника на большие расстояния. [2]

Напряжение и ток, достигаемые с помощью короткого троса, были слишком низкими для проведения большинства экспериментов. Однако были проведены низковольтные измерения, а также зафиксированы изменения сил и токов, индуцированных тросом. Были собраны новые сведения о «обратном» токе. В 1996 году миссия была переименована в TSS-1R. [6]

Миссия ТСС-1Р

[ редактировать ]

Четыре года спустя, в качестве последующей миссии после TSS-1, в конце февраля 1996 года с космического корабля "Колумбия" в рамках миссии STS-75 был запущен спутник TSS-1R . [6] Цель миссии TSS-1R заключалась в том, чтобы развернуть трос на высоте 20,7 км (12,9 миль) над орбитальным аппаратом и оставаться там, собирая данные. Миссия TSS-1R заключалась в проведении исследовательских экспериментов в области физики космической плазмы. Прогнозы показали, что движение длинного проводящего троса через магнитное поле Земли создаст ЭДС, которая будет пропускать ток через систему троса.

TSS-1R был развернут (в течение пяти часов) на высоте 19,7 км (12,2 мили), когда трос оборвался. Причиной поломки стал электрический разряд через поврежденное место в изоляции. [7]

Несмотря на прекращение развертывания троса до полного развертывания, достигнутое продление было достаточно длительным, чтобы проверить многочисленные научные предположения. Эти результаты включали измерения ЭДС движения, [8] спутниковый потенциал, [9] потенциал орбитального аппарата, [10] ток в тросе, [11] изменяющееся сопротивление троса, [12] распределение заряженных частиц вокруг сильно заряженного сферического спутника, [13] и окружающее электрическое поле. [8] Кроме того, важное открытие касается текущей коллекции при разных потенциалах на сферическом конце. Измеренные токи на тросе намного превзошли предсказания предыдущих численных моделей. [14] почти в три раза. Более описательное объяснение этих результатов можно найти у Thompson et al. [15] Улучшения были внесены в моделирование электронной зарядки шаттла и того, как это влияет на сбор тока. [11] и при взаимодействии тел с окружающей плазмой, а также при производстве электроэнергии. [16]

Во второй миссии, TSS-2, было предложено использовать концепцию троса для экспериментов в верхних слоях атмосферы. [17] но никогда не летал. [18]

Привязи в спутниковых миссиях

[ редактировать ]

Системы более длинного троса также использовались в спутниковых миссиях, как в оперативных целях (как системы йо-йо), так и в миссиях, предназначенных для проверки концепции и динамики троса.

Йо-йо деспин

[ редактировать ]
Основная статья: йо-йо де-спин

Системы с коротким тросом обычно используются на спутниках и автоматических космических зондах. В частности, тросы используются в механизме « йо-йо де-спин », часто используемом в системах, где зонд вращается во время запуска двигателя твердотопливной ракеты , но требует прекращения вращения во время полета. [19] В этом механизме грузы на концах длинных тросов отводятся от тела вращающегося спутника. Когда тросы перерезаются, большая часть или весь угловой момент вращения передается выброшенным гирям. Например, на третьем этапе НАСА миссии «Рассвет » использовались два груза по 1,44 кг (3,2 фунта) каждый, развернутые на 12-метровых (39 футов) кабелях. [20]

Эксперименты НАСА по малой одноразовой системе развертывания

[ редактировать ]

В 1993 и 1994 годах НАСА запустило три миссии с использованием «Малой одноразовой системы развертывания» (SEDS), которая развернула тросы длиной 20 км (12 миль) (SEDS-1 и SEDS-2) и 500 метров (1600 футов) (PMG). прикреплен к отработанной второй ступени Дельта-II . Эти три эксперимента были первыми успешными полетами длинных тросов на орбиту и продемонстрировали работу как механических, так и электродинамических тросов.

СЭДС-1

[ редактировать ]

Первым полностью успешным орбитальным летным испытанием системы с длинным тросом был SEDS-1, в ходе которого тестировалась простая малая одноразовая система развертывания, предназначенная только для развертывания. Трос качнулся в вертикальное положение и был обрезан после одного витка. В результате полезная нагрузка и трос с Гуама были переброшены на траекторию входа в атмосферу у побережья Мексики. Вход в атмосферу был достаточно точным, чтобы заранее находящийся наблюдатель смог заснять на видео вход и сгорание полезной нагрузки. [21]

СЭДС-2

[ редактировать ]

SEDS-2 был запущен на борту «Дельты» (вместе со спутником GPS Block 2) 9 марта 1994 года. Торможение с обратной связью ограничило поворот после развертывания до 4 °. Полезная нагрузка возвращала данные в течение 8 часов, пока не разрядилась батарея; за это время крутящий момент троса раскрутил его до 4 об/мин. Привязь была повреждена через 3,7 дня после развертывания. Полезная нагрузка снова вошла в атмосферу (как и ожидалось) через несколько часов, но длина 7,2 км (4,5 мили) на конце Дельты сохранилась без дальнейших разрезов до повторного входа в атмосферу 7 мая 1994 года. Трос был легко виден невооруженным глазом, когда был освещен солнце и рассматривается на фоне темного неба. [21]

В ходе этих экспериментов были проверены модели тросов, и испытания показали, что спускаемый аппарат можно вывести на орбиту спуска с помощью тросов. [22]

ПМГ

[ редактировать ]

В последующем эксперименте, «Генератор плазменного двигателя» (PMG), с помощью развертывателя SEDS был развернут 500-метровый трос для демонстрации работы электродинамического троса. [21] [22]

Планировалось, что PMG будет проверять способность сборки с полым катодом (HCA) обеспечивать биполярный электрический ток с низким импедансом между космическим кораблем и ионосферой. Кроме того, другие ожидания должны были показать, что конфигурация миссии может функционировать как двигатель, ускоряющий орбиту, а также генератор, преобразуя орбитальную энергию в электричество. Трос представлял собой изолированный медный провод 18-го калибра длиной 500 м. [21]

Миссия была запущена 26 июня 1993 года в качестве дополнительной полезной нагрузки ракеты Delta II. Общий эксперимент длился около семи часов. За это время результаты показали, что ток полностью обратим и, следовательно, способен генерировать мощность и режимы повышения орбиты. Полый катод мог обеспечить маломощный способ подачи тока в окружающую плазму и обратно. Это означает, что HC продемонстрировал свои возможности по сбору и эмиссии электронов. [23]

Эксперименты NRL, TiPS и ATEx

[ редактировать ]

Советы

[ редактировать ]

Эксперимент по физике и живучести Tether (TiPS) был запущен в 1996 году как проект Исследовательской лаборатории ВМС США ; он включал в себя трос длиной 4000 метров. Два привязанных объекта назывались «Ральф» и «Нортон». ТиПС был виден с земли в бинокль или телескоп, а иногда его случайно замечали астрономы-любители. Привязь оборвалась в июле 2006 года. [24] Эти долгосрочные статистические данные соответствуют моделям обломков, опубликованным Дж. Кэрроллом после миссии SEDS-2, и наземным испытаниям, проведенным Д. Сабатом из Мюнхенского технического университета. Прогнозы о максимальной живучести TiPS в течение двух лет, основанные на некоторых других наземных испытаниях, оказались чрезмерно пессимистичными (например, McBride/Taylor, Penson). При этом ранний сбой SEDS-2 следует рассматривать как аномалию, возможно, связанную с попаданием обломков разгонного блока. [24]

АТекс

[ редактировать ]

Advanced Tether Experiment (ATEx) был продолжением эксперимента TiPS, разработанного и построенного Военно-морским центром космических технологий. ATEx летал в рамках миссии STEX (Эксперимент по космическим технологиям). ATEx имел две концевые массы, соединенные полиэтиленовым тросом, который предназначался для развертывания на длину 6 км (3,7 мили) и предназначался для проверки новой схемы развертывания троса, нового материала троса, активного управления и живучести. ATEx был развернут 16 января 1999 года и завершился через 18 минут после развертывания всего 22 м троса. Сброс был вызван автоматической системой защиты, предназначенной для спасения STEX, если трос начал отклоняться от ожидаемого угла отклонения. [25] что в конечном итоге было вызвано чрезмерным провисанием троса. [26] В результате неудачного развертывания ни одна из желаемых целей ATEx не была достигнута. [27]

Спутник молодых инженеров (ДА)

[ редактировать ]
Художественная концепция развертывания привязного эксперимента YES2 и капсулы Фотино с космического корабля Фотон.

ДА

[ редактировать ]

В 1997 году Европейское космическое агентство запустило спутник молодых инженеров (YES) массой около 200 кг (440 фунтов) в GTO с двухниточным тросом длиной 35 км (22 мили) и планировало вывести зонд с орбиты на скорости, близкой к межпланетной. путем поворотного развертывания тросовой системы. [28] Достигнутая орбита не соответствовала первоначально запланированной для эксперимента с тросом, и по соображениям безопасности трос не был развернут. [28]

ДА2

[ редактировать ]
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.

Через 10 лет после YES был запущен его преемник — « Спутник молодых инженеров 2» (YES2). [29] YES2 представлял собой созданный студентами тросовый спутник весом 36 кг, являвшийся частью микрогравитационной миссии ЕКА Foton -M3 . Спутник YES2 использовал 32-километровый трос для спуска с орбиты небольшой возвращаемой капсулы «Фотино». [30] [31] [32] Спутник YES2 был запущен 14 сентября 2007 года с космодрома Байконур . Система связи на капсуле вышла из строя, и капсула была потеряна, но телеметрия развертывания показала, что трос развернут на полную длину и что капсула предположительно сошла с орбиты, как и планировалось. Было подсчитано, что «Фотино» вышел на траекторию к месту посадки в Казахстане , но сигнала получено не было. Капсула не была обнаружена. [28]

КИТ Эксперимент

[ редактировать ]

Комплексный эксперимент по привязи Кунотори (KITE) представлял собой испытание привязной технологии на японском корабле снабжения космической станции H-II Transfer Vehicle (HTV) 6, запущенном Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в декабре 2016 года. После отстыковки от Международной На космической станции 27 января 2016 года планировалось развернуть электродинамический трос длиной 700 метров (2300 футов), однако из-за сбоя трос не развернулся. [33] Машина сгорела в атмосфере, не развернувшись. [34] Эксперимент успешно продемонстрировал из углеродных нанотрубок . автоэмиссионный катод [33]

Привязные миссии CubeSat

[ редактировать ]

CubeSat — это небольшие недорогие спутники, которые обычно запускаются в качестве вторичной полезной нагрузки в других миссиях, часто строятся и эксплуатируются в рамках студенческих проектов. Несколько миссий CubeSat пытались развернуть тросы, но пока безуспешно.

МАЧТА

[ редактировать ]

Multi -Application Survivable Tether (MAST) запустил три модуля CubeSat массой 1 кг с тросом длиной 1 км. Два модуля CubeSat («Тед» и «Ральф») предназначались в качестве конечных масс на развернутом тросе, а третий («Гаджет») служил альпинистом, который мог перемещаться вверх и вниз по тросу. В эксперименте использовалась многолинейная леска Hoytether , устойчивая к повреждениям. Целями эксперимента MAST было получение на орбите данных о живучести космических тросов в орбитальной среде микрометеоритов/обломков, изучение динамики привязных образований космических аппаратов и вращающихся тросов, а также демонстрация концепции тросов с обменом импульса. [35] Оборудование для эксперимента было разработано в рамках сотрудничества НАСА по передаче технологий для малого бизнеса (STTR) между Tethers Unlimited, Inc. и Стэнфордским университетом , при этом TUI разработала трос, устройство для развертывания троса, подсистему проверки троса, спутниковую авионику и программное обеспечение, а студенты Стэнфорда разработали спутниковые конструкции и помощь в проектировании авионики в рамках университетской программы CubeSat.

В апреле 2007 года MAST был запущен в качестве вторичной полезной нагрузки ракеты «Днепр» на орбиту 98 °, 647 × 782 км (402 × 486 миль). Экспериментальная группа установила контакт с пикоспутником «Гаджет», но не с пикоспутником «Тед», развертывающим трос. [36] Хотя система была спроектирована таким образом, что спутники отделялись, даже если связь с устройством развертывания троса не была установлена, система не разворачивалась полностью. Измерения радара показывают, что трос развернут всего на 1 метр. [37] [38]

ЗВЕЗДЫ, ЗВЕЗДЫ-II и ЗВЕЗДЫ-C

[ редактировать ]
Основная статья: ЗВЕЗДЫ-II

Миссия космического привязного автономного роботизированного спутника (STARS или Kukai ), разработанная в рамках проекта разработки спутников Kagawa в Университете Кагава , Япония, была запущена 23 января 2009 года в качестве вторичной полезной нагрузки CubeSat на борту H-IIA рейса 15, который также запустил GOSAT . [39] После запуска спутник получил название KUKAI и состоял из двух субспутников: «Ку» и «Кай». [40] быть соединенным 5-метровым (16 футов) тросом. Его удалось отделить от ракеты и вывести на запланированную орбиту, но трос развернулся лишь на несколько сантиметров «из-за неисправности блокировки запуска механизма катушки троса». [41]

Последующий спутник STARS-II. [42] представлял собой спутник массой 9 кг (20 фунтов), предназначенный для полета на электродинамическом тросе длиной 300 м (980 футов), изготовленном из ультратонких проволок из нержавеющей стали и алюминия. [43] Одной из целей этой программы была демонстрация возможных технологий по выводу космического мусора с орбиты. [44] Миссия стартовала 27 февраля 2014 года в качестве дополнительной полезной нагрузки на борту ракеты H-2A и повторилась через два месяца, 26 апреля 2014 года. Эксперимент оказался успешным лишь частично, и развертывание троса не удалось подтвердить. Орбита снизилась с 350 км (220 миль) до 280 км (170 миль) за 50 дней, что значительно быстрее, чем у других спутников CubeSat, запущенных с той же миссией, что является косвенным признаком того, что его трос развернулся, увеличив сопротивление. Однако телескопическая фотография спутника с земли показала, что спутник виден как одна точка, а не как два объекта. Экспериментаторы предполагают, что это могло произойти из-за того, что трос растянулся, но запутался в результате отскока. [45]

Третья миссия STARS, кубсат STARS-C, представляла собой кубсат высотой 2U, предназначенный для развертывания арамидного оптоволоконного троса длиной 100 м (330 футов) диаметром 0,4 мм (0,016 дюйма) между материнским и дочерним спутниками. Кубсат был разработан командой из Университета Сидзуока . Спутник имеет массу 2,66 кг (5,9 фунта). [46] [47] Он был запущен 9 декабря 2016 года с помощью орбитального развертывателя малых спутников JEM на Международной космической станции и повторно вошел в атмосферу 2 марта 2018 года. Однако качество сигнала было нестабильным, возможно, из-за сбоя в развертывании солнечной панели, и данных о развертывании троса получено не было. По оценкам измерений орбитального сопротивления, длина троса составила около 30 метров. [48]

ESTCube-1

[ редактировать ]

ESTCube-1 — это эстонская миссия по испытанию электрического паруса на орбите, запущенная в 2013 году. Она была спроектирована для развертывания троса с помощью центробежного развертывания, но трос не смог развернуться. [49]

ТЕПЦЕ

[ редактировать ]

Эксперимент CubeSat с электродинамическим движением троса (TEPCE) представлял собой эксперимент с электродинамическим тросом Военно-морской исследовательской лаборатории, основанный на конфигурации «тройного CubeSat », [50] который был построен к 2012 году и должен быть спущен на воду в 2013 году, [51] но в конечном итоге запущен в качестве вторичной полезной нагрузки в рамках СТП-2. запуска [52] на Falcon Heavy в июне 2019 года. Трос был развернут в ноябре 2019 года для обнаружения электродинамической силы на орбите троса. [53] Компания TEPCE использовала две почти идентичные концевые массы с помощью STACER. [54] между ними, чтобы начать прокладку проводящего троса из плетеной ленты длиной 1 км. Пассивное торможение использовалось для снижения скорости и, следовательно, отдачи в конце развертывания. Спутник был предназначен для подачи электродинамического тока в любом направлении. Он должен был иметь возможность поднимать или опускать орбиту на несколько километров в сутки, менять состояние либрации , менять плоскость орбиты и активно маневрировать. [55] Значительное изменение скорости его распада 17 ноября позволяет предположить, что привязь была развернута именно в этот день, что привело к его быстрому возвращению в атмосферу, что произошло 1 февраля 2020 года. [56]

Почему

[ редактировать ]

Эксперимент по электродинамике миниатюрного троса (MiTEE) Мичиганского университета представляет собой эксперимент Cubesat, предназначенный для измерения электрического тока вдоль троса на разной длине от 10 до 30 метров (от 33 до 98 футов). [57] Предполагалось развернуть субспутник размером примерно 8 см × 8 см × 2 см (3,15 × 3,15 × 0,79 дюйма) от CubeSat высотой 3U для проверки электродинамических тросов спутника в космической среде.

В 2015 году НАСА выбрало MiTEE в качестве кандидата на университетскую космическую миссию CubeSat. [58] и в рамках проекта успешно доставлено оборудование для полета. [59]

В январе 2021 года MiTEE-1 был запущен в космос с помощью Virgin Orbit компании испытательного полета LauncherOne . [60] [61]

Звуковые полеты ракет

[ редактировать ]

ЗАРЯД 2

[ редактировать ]

Совместный эксперимент с высотной ракетной пушкой (CHARGE) 2 был разработан совместно Японией и НАСА для наблюдения за нынешней коллекцией, а также за другими явлениями. Основная цель заключалась в измерении зарядного и обратного токов полезной нагрузки в периоды эмиссии электронов. Второстепенные задачи были связаны с плазменными процессами, связанными с постоянным током и импульсными включениями источника электронного пучка малой мощности. 14 декабря 1985 года миссия CHARGE была запущена на ракетном полигоне Уайт-Сэндс в Нью-Мексико. [62] Результаты показали, что можно повысить способность положительно заряженных транспортных средств собирать электронный ток посредством преднамеренного выброса нейтрального газа в невозмущенную космическую плазму.Кроме того, было обнаружено, что выпуск нейтрального газа или газообразного аргона в невозмущенную область плазмы, окружающую положительно смещенную платформу, вызывает улучшение сбора электронного тока. Это было связано с тем, что часть газа ионизировалась, что увеличивало локальную плотность плазмы, а следовательно, и уровень обратного тока. [9]

ЭДИП

[ редактировать ]

ЭДИП («Наблюдения за распределением электрического поля в ионосферной плазме — уникальная стратегия») состоял из двух экспериментов с зондирующими ракетами, в которых вращающиеся проводящие тросы использовались в качестве двойного зонда для измерения слабых электрических полей в полярном сиянии. Они были запущены с помощью Black Brant трехступенчатых зондирующих ракет . «ЭДИП А» был запущен 30 января 1989 года из Андёйи в Норвегии. Привязная полезная нагрузка состояла из двух вращающихся субполезных грузов массой 84 и 131 кг, соединенных вращающимся тросом. Полет установил рекорд длины электродинамического троса в космосе на тот момент - 958 м (3143 фута). [63] Трос представлял собой многожильный медно-оловянный провод с тефлоновым покрытием диаметром 0,85 мм (0,033 дюйма) и спускался с катушки катушки, расположенной на передней части полезной нагрузки. [ нужна ссылка ]

OEDIPUS C был запущен 6 ноября 1995 года с исследовательского полигона Покер-Флэт к северу от Фэрбенкса, Аляска, на зондирующей ракете Black Brant XII. Полет достиг апогея в 843 км (524 мили) и использовал трос того же типа, который использовался в OEDIPUS-A, на длину 1174 м (3852 фута). Он включал в себя эксперимент по динамике троса для разработки теории и разработки программного обеспечения для моделирования и анимации для анализа динамики множества тел и управления конфигурацией вращающегося троса, предоставления экспертных знаний по динамике и управлению суборбитальным привязанным транспортным средством, а также для научных исследований, разработки системы стабилизации ориентации. схему полезной нагрузки и поддержку разработки полезной нагрузки OEDIPUS C, а также сбор данных о динамике во время полета для сравнения с предполетным моделированием. [63]

Ти-Рекс

[ редактировать ]

31 августа 2010 года на зондировании был запущен эксперимент Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по эксперименту с космическим тросом под названием «Ракетный эксперимент Tether Technologies» (T-REX), спонсируемый Японским агентством аэрокосмических исследований (ISAS/JAXA). ракета S-520-25 из космического центра Учинура , Япония, достигшая максимальной высоты 309 км (192 мили). T-Rex был разработан международной командой под руководством Технологического института Канагавы и Университета Нихон для испытания нового типа электродинамического троса (EDT). Ленточный трос длиной 300 м (980 футов) был развернут в соответствии с графиком, и видео его развертывания было передано на землю. Было подтверждено успешное развертывание троса, а также быстрое зажигание полого катода в космической среде. [64]

Эксперимент продемонстрировал «систему развертывания складной плоской привязи». В образовательном эксперименте впервые было использовано голое ленточное привязь ( т.е. без изоляции привязь сама действует как анод и собирает электроны). 130 м (430 футов) из 300 м (980 футов) троса были развернуты по типу пожарного шланга, приводимого в движение исключительно по инерции и ограниченного трением, после мощного выброса, инициированного пружиной. Были записаны точные дифференциальные данные GPS о развертывании, а также снято видео с конечных масс. [65]

Предлагаемые и будущие миссии

[ редактировать ]

ПроСЭДС

[ редактировать ]

Было предложено использовать оголенный участок космического электродинамического троса для устройства сбора электронов. [66] в качестве многообещающей альтернативы концевым коллекторам электронов для некоторых применений с электродинамическими тросами. Концепция «голого троса» должна была быть опробована сначала во время миссии НАСА «Пропульсивная малая одноразовая система развертывания» (ProSEDS). [67] Хотя миссия была отменена [68] после аварии космического корабля НАСА «Колумбия» эта концепция потенциально может быть реализована в будущем. [69]

ЭДДЕ

[ редактировать ]

Электродинамический уловитель мусора (EDDE) был предложен в 2012 году как доступная система для спуска с орбиты или сбора крупного орбитального мусора. [51] Трос плоский, чтобы противостоять ударам микромероидов, и на нем можно будет нести большие солнечные панели.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Стоун, Ноби Х (2016). «Уникальные результаты и уроки, извлеченные из миссий TSS» . 5-я Международная конференция по привязям в космосе – через NTRS.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Чен, Йи; Хуан, Руи; Рен, Сяньлинь; Он, Липинг; Он, Йе (2013). «История концепции Tether и миссий Tether: обзор» . ISRN Астрономия и астрофизика . 2013 : 1–7. Бибкод : 2013ISRAA2013E...2C . дои : 10.1155/2013/502973 .
  2. ^ Jump up to: а б НАСА, Справочник по привязям в космосе , под редакцией М. Л. Космо и Э. К. Лоренцини, третье издание, декабрь 1997 г. (по состоянию на 20 октября 2010 г.); см. также версию в NASA MSFC. Архивировано 27 октября 2011 г. в Wayback Machine ;доступно на scribd
  3. ^ Добровольный М., Стоун, Нью-Хэмпшир (1994). «Технический обзор TSS-1: первая миссия привязанной спутниковой системы». Иль Нуово Чименто C. 17 (1): 1–12. Бибкод : 1994NCimC..17....1D . дои : 10.1007/BF02506678 . S2CID   120746936 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ↑ Heart Breaker , Air & Space/Смитсоновский институт , июнь/июль 1996 г., стр. 18–23.
  5. ^ Страница научных миссий НАСА Привязная спутниковая система TSS (по состоянию на 10 октября 2010 г.)
  6. ^ Jump up to: а б Эксперимент с космическим тросом
  7. ^ Бен Эванс, «Второй полет привязанного спутника»: «Твердый как скала» (Часть 1) и «Привязь разорвана» (Часть 2) , AmericaSpace , февраль 2014 г. (получено 8 июня 2016 г.).
  8. ^ Jump up to: а б Уильямс, С.Д., Гилкрист, Б.Е., Агуэро, В.М. (1998). «Вертикальные электрические поля TSS-1R: измерения с длинной базой с использованием электродинамического троса в качестве двойного зонда» . Письма о геофизических исследованиях . 25 (4): 445–8. Бибкод : 1998GeoRL..25..445W . дои : 10.1029/97GL03259 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Jump up to: а б Гилкрист, Б.Е., Бэнкс, П.М., Нойберт, Т. (1990). «Усиление сбора электронов, возникающее из-за струй нейтрального газа на заряженном транспортном средстве в ионосфере». Журнал геофизических исследований . 95 (А3): 2469–75. Бибкод : 1990JGR....95.2469G . дои : 10.1029/JA095iA03p02469 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Берк, У.Дж., Райт, У.Дж., Томпсон, округ Колумбия (1998). «Зарядка шаттла посредством излучения фиксированного энергетического луча» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 25 (5): 725–8. Бибкод : 1998GeoRL..25..725B . дои : 10.1029/97GL03190 . hdl : 2027.42/95359 . S2CID   129099317 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Jump up to: а б Агуэро, В.М., Гилкрист, Б.Е., Уильямс, С.Д. (2000). «Текущая коллекция моделей, характеризующая зарядку шаттла во время миссий привязанной спутниковой системы». Журнал космических кораблей и ракет . 37 (2): 212–7. Бибкод : 2000JSpRo..37..212A . дои : 10.2514/2.3568 . S2CID   56253236 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Чанг, К.Л., Дробот, А.Т., Пападопулос, К. (1998). «Вольт-амперные характеристики измерений привязанной спутниковой системы и неопределенности, связанные с изменениями температуры». Письма о геофизических исследованиях . 25 (5): 713–6. Бибкод : 1998GeoRL..25..713C . дои : 10.1029/97GL02981 . S2CID   46440818 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Виннингем, Дж. Д., Стоун, Нью-Хэмпшир, Гургиоло, Калифорния (1998). «Наблюдение надтепловых электронов на спутнике ТСС-1Р» . Письма о геофизических исследованиях . 25 (4): 429–432. Бибкод : 1998GeoRL..25..429W . дои : 10.1029/97GL03187 . S2CID   119778259 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Паркер, Л.В., Мерфи, Б.Б. (1967). «Потенциальное накопление электронов на ионосферном спутнике». Журнал геофизических исследований . 72 (5): 1631–6. Бибкод : 1967JGR....72.1631P . дои : 10.1029/JZ072i005p01631 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Томпсон, округ Колумбия, Бонифази, К., Гилкрист, Б.Э. (1998). «Вольт-амперные характеристики большого зонда на низкой околоземной орбите: результаты TSS-1R» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 25 (4): 413–6. Бибкод : 1998GeoRL..25..413T . дои : 10.1029/97GL02958 . hdl : 2027.42/95277 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Стоун, Н. (1996). «Электродинамические характеристики привязанной спутниковой системы во время миссии TSS-1R». Конференция AIAA по космическим программам и технологиям . АААА. стр. 1–12.
  17. ^ Совет космических исследований, Отдел инженерных и физических наук, План реализации приоритетов космической физики Солнечной системы, Глава 9, «Подробные планы миссий - физика верхних слоев атмосферы», стр. 42-43 и 54-55, Национальные академии Пресс, 15 января 1985 г.
  18. ^ Андерсон, Дж. Л., «Привязная спутниковая система-2 — предлагаемая программа» . AIAA PAPER 89-1561, 3-я Международная конференция по привязям в космосе - к полету; 17–19 мая 1989 г.; Сан-Франциско, Калифорния; (по состоянию на 7 июля 2016 г.)
  19. ^ Кеннет С. Буш, «Механизм деспина Йо-Йо», представленный на Втором симпозиуме по аэрокосмическим механизмам , Сан-Франциско, Калифорния, 4–5 мая 1967 г.; NASA TM-X-60068 ( версия в формате pdf . Проверено 16 февраля 2012 г.)
  20. ↑ Dawn Journal, 12 сентября 2007 г.
  21. ^ Jump up to: а б с д Джозеф А. Кэрролл и Джон К. Олдсон, « Привязи для приложений малых спутников », представленные на конференции AIAA/USU по малым спутникам 1995 г. в Логане, штат Юта (по состоянию на 20 октября 2010 г.)
  22. ^ Jump up to: а б Дэвид Дарлинг, Интернет-энциклопедия науки, SEDS (по состоянию на 20 октября 2010 г.)
  23. ^ Гросси, Марио Д., Эксперимент с электродинамическим тросом плазменного двигателя (PMG) , Отчет NASA-CR-199523, 1 июня 1995 г. (доклады, представленные на Четвертой Международной космической конференции по тросам в космосе, Вашингтон, округ Колумбия, апрель 1995 г.). Проверено 8 июня 2016 г.
  24. ^ Jump up to: а б «Двойные и тройные спутниковые формирования NOSS» .
  25. ^ Исследовательская лаборатория ВМС США, Advanced Tether Experiment (ATEx) (по состоянию на 8 июня 2016 г.).
  26. ^ Стивен С. Гейтс, Стивен М. Косс и Майкл Ф. Зедд, «Ошибка развертывания эксперимента с привязным тросом», статья 99-413, представленная на конференции специалистов по астродинамике Американского астронавтического общества / AIAA, Гирдвуд, AK, 16–19 августа 1999 г. ; опубликовано в журнале J. Spacecraft and Rockets, Vol. 38, № 1 , январь – февраль 2001 г., стр. 60–68.
  27. ^ Герберт Дж. Крамер, STEX (Эксперимент по космическим технологиям) / ATEx , eoPortal, Европейское космическое агентство (по состоянию на 8 июня 2016 г.).
  28. ^ Jump up to: а б с ЕКА ДА Страница
  29. ^ Кройф, Михель; ван дер Хайде, Эрик Дж.; Окелс Вуббо Дж. (ноябрь – декабрь 2009 г.). «Анализ данных эксперимента с привязанной космической почтой» (PDF) . Журнал космических кораблей и ракет . 46 (6): 1272–1287. Стартовый код : 2009JSpRo..46.1272K . дои : 10.2514/1.41878 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  30. ^ «ДА2» . Архивировано из оригинала 10 февраля 2003 года . Проверено 4 апреля 2011 г.
  31. ^ Михил Круйфф, «Привязи в космосе, демонстрация безракетной двигательной установки на орбите», ISBN   978-90-8891-282-5 ( Привязи в космосе (книга) )
  32. ^ ЕКА, ; Пресс-лист для запуска YES2 (по состоянию на 16 февраля 2012 г.)
  33. ^ Jump up to: а б Окава, Ю. (декабрь 2020 г.). « Обзор KITE - эксперимента с электродинамическим тросом на японском транспортном средстве H-II» , Acta Astronautica, Vol. 177 , стр. 750-758. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.03.014
  34. ^ Ханнеке Вейтеринг «Японский грузовой корабль упал на Землю после неудачного эксперимента с космическим мусором» , Space.com, 6 февраля 2017 г. (по состоянию на 6 февраля 2017 г.).
  35. ^ Роберт Хойт, Джеффри Слостад и Роберт Твиггс, « Эксперимент с многоцелевым живучим тросом (MAST). Архивировано 17 мая 2011 года в Wayback Machine », документ AIAA-2003-5219, представленный на 39-й совместной конференции AIAAA/SME/SAE/ASEE. Конференция и выставка по двигательным установкам, Хантсвилл, Алабама, июль 2003 г.
  36. ^ Келли Янг, « Спутника, развертывающего привязь, пока не слышно сигнала », New Scientist, 25 апреля 2007 г. (по состоянию на 16 февраля 2012 г.)
  37. ^ Брайан Клофас, Джейсон Андерсон и Кайл Левек, «Обзор систем связи Cubesat» , ноябрь 2008 г. (по состоянию на 16 февраля 2012 г.). Представлено на конференции разработчиков CubeSat, Калифорнийский политехнический институт, Сан-Луис-Обиспо, 10 апреля 2008 г.
  38. ^ Р. Хойт, Н. Воронка, Т. Ньютон, И. Барнс, Дж. Шепард, С. Франк и Дж. Слостад, «Ранние результаты эксперимента по многоцелевому спасательному тросу (MAST) с космическим тросом», Труды 21-я конференция AIAA/USU по малым спутникам , SCC07-VII-8, август 2007 г.
  39. ^ «Последовательность запуска H-IIA F15» . ДЖАКСА.
  40. ^ STARS (Космический привязанный автономный роботизированный спутник) [ постоянная мертвая ссылка ] (по состоянию на 16 февраля 2012 г.); см. также страницу Kagawa Satellite KUKAI. Архивировано 27 марта 2014 г. на Wayback Machine (по состоянию на 16 февраля 2012 г.).
  41. ↑ Проект разработки спутника Кагава STARS (на английском языке). Архивировано 27 марта 2014 г. на Wayback Machine (по состоянию на 16 февраля 2012 г.).
  42. ↑ Герберт Дж. Крамер, STARS-II , eoPortal (по состоянию на 7 июля 2016 г.)
  43. ↑ Джастин МакКарри, Ученые в Японии планируют вывести спутник Stars-2 на орбиту для испытания очистки космоса , The Guardian , 27 февраля 2014 г. (по состоянию на 7 июля 2016 г.)
  44. ^ Мессье, Дуг (20 января 2014 г.). «JAXA разрабатывает электродинамический трос для спуска космического мусора с орбиты» . Параболическая дуга . Проверено 21 января 2014 г.
  45. ^ М. Нохми, «Результат начальных орбитальных характеристик наноспутника STARS-II» , Международный симпозиум по искусственному интеллекту, робототехнике и автоматизации в космосе (I-SAIRAS), Монреаль, Канада, 17–19 июня 2014 г. (по состоянию на 7 июля 2016 г.) )
  46. ↑ Университетский орбитальный аппарат собирается поднять технологию космического лифта The Asahi Shimbun , 6 июля 2016 г. (по состоянию на 7 июля 2016 г.)
  47. ↑ Алисса Наварро, Японская технология космических лифтов скоро будет подвергнута испытаниям , 7 июля 2016 г., Tech Times (по состоянию на 7 июля 2016 г.)
  48. ^ Ямагива, Ю. и др. (декабрь 2020 г.). «Результаты космических экспериментов STARS-C CubeSat для проверки развертывания троса на орбите», Acta Astronautica, Vol. 177 , стр. 759-770. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.12.035
  49. ^ Владислав-Вениамин Пустынский, ESTCube-1 прекратил работу после 2 лет на орбите. Архивировано 11 марта 2018 г. в Wayback Machine , Эстонское космическое управление (по состоянию на 8 июня 2016 г.).
  50. ↑ Свен Г. Билен, «Космические тросы», Aerospace America , декабрь 2011 г.
  51. ^ Jump up to: а б ДОСТУПНЫЙ ВЫВОЗ И СБОР МУСОРА В LEO Pearson. 2012 год
  52. ^ СТП-2
  53. ^ Джереми Сюй, Космический трос длиной в километр испытывает бестопливную двигательную установку , Scientific American , 4 ноября 2019 г. блог
  54. ^ «Спиральная трубка и привод для контролируемого выдвижения/втягивания» . Архивировано из оригинала 18 января 2016 года . Проверено 31 октября 2015 г.
  55. ^ «Космический корабль TEPCE компании NRL успешно проходит испытания на развертывание» . Новости . 18 мая 2010 года . Проверено 10 сентября 2019 г.
  56. ^ «ТЕПЦЕ 1, 2» . space.skyrocket.de . Проверено 4 апреля 2020 г.
  57. ^ Сонди, Дэвид (9 января 2021 г.). «CubeSat проверит использование магнитного поля Земли для движения» .
  58. ↑ НАСА, 6 февраля 2015 г. НАСА объявляет кандидатов на участие в космической миссии CubeSat университета (по состоянию на 6 февраля 2017 г.).
  59. ^ Брет Броннер и Дюк Трунг, «Разработка электродинамического эксперимента: завершение ключевых этапов и будущая работа» (по состоянию на 6 февраля 2017 г.).
  60. ^ «Эксперимент по электродинамике миниатюрного троса» . Мичиганский университет . Архивировано из оригинала 18 января 2021 года . Проверено 20 января 2021 г.
  61. ^ Уолл, Майк (17 января 2021 г.). «Virgin Orbit выводит на орбиту 10 спутников в знаковом испытательном полете — LauncherOne впервые вышел на орбиту» . Space.com .
  62. ^ Кавасима Н., Сасаки С., Ояма К. (1988). «Результаты эксперимента с привязанной ракетой - ЗАРЯД 2». Достижения в космических исследованиях . 8 (1): 197–201. Бибкод : 1988АдСпР...8а.197К . дои : 10.1016/0273-1177(88)90363-8 . hdl : 2027.42/27503 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  63. ^ Jump up to: а б Оп. соч., Справочник по привязям в космосе , глава 1. Архивировано 8 января 2013 г. в Wayback Machine.
  64. ^ Spaceref, Запущен ракетный эксперимент JAXA Tether Technologies (T-REX). [ постоянная мертвая ссылка ] , 4 сентября 2010 г. (по состоянию на 16 февраля 2012 г.)
  65. ^ Наука в НАСА, Tether Origami , 2007 (по состоянию на 16 февраля 2012 г.)
  66. ^ Санмартин-младший, Мартинес-Санчес М., Ахедо Э. (1993). «Аноды из голой проволоки для электродинамических тросов». Журнал движения и мощности . 9 (3): 353–360. Бибкод : 1993JPP.....9..353S . дои : 10.2514/3.23629 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  67. ^ Джонсон Л., Эстес Р.Д., Лоренцини Э.К. (2000). «Эксперимент с малой движущейся одноразовой системой развертывания». Журнал космических кораблей и ракет . 37 (2): 173–6. Бибкод : 2000JSpRo..37..173J . дои : 10.2514/2.3563 . hdl : 2060/19990046740 . S2CID   54546726 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  68. ^ Вон, Дж. А., Кертис, Л., Гилкрист, Б. Е. (2004). Обзор разработки миссии электродинамического троса ProSEDS . 40-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам. АААА. стр. 1–12. {{cite conference}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  69. ^ Фурхоп, К.Р., Гилкрист, Б.Е., Билен, С.Г. (2003). Системный анализ ожидаемых характеристик электродинамического троса для миссии ProSEDS . 39-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной технике. АААА. стр. 1–10. {{cite conference}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Лоренцини, Э.К., Велзин, К., Космо, М.Л. (2003). Ожидаемая динамика внедрения ProSEDS . 39-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной установке. АААА. стр. 1–9. {{cite conference}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Санмартин, младший, Чарро, М., Лоренцини, ЕС (2003). Анализ ProSEDS теста коллекции Bare-tether . 39-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной установке. АААА. стр. 1–7. {{cite conference}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Space_tether_missions&oldid=1192012709#TSS-1_mission"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 17ca25b745e45888aefe0f42c00dac27__1703637720
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/17/27/17ca25b745e45888aefe0f42c00dac27.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Space tether missions - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)