ИКАРУС
Тип миссии | Технология солнечных парусов |
---|---|
Оператор | ДЖАКСА [1] [2] [3] [4] |
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2010-020E |
САТКАТ нет. | 36577 |
Веб-сайт | глобальный |
Продолжительность миссии | 5 лет запуска до последнего контакта в 2015 г. |
Свойства космического корабля | |
Стартовая масса | 310 кг [5] |
Размеры | Солнечный парус: 14 × 14 м (46 × 46 футов) (площадь: 196 м). 2 (2110 кв. футов)) [6] |
Начало миссии | |
Дата запуска | 21:58:22, 20 мая 2010 г. (UTC) |
Ракета | H-IIA 202 |
Запуск сайта | Танегасима , Лос-Анджелес |
Конец миссии | |
Последний контакт | 20 мая 2015 г. [7] |
Орбитальные параметры | |
Справочная система | Гелиоцентрическая орбита |
Пролет Венеры | |
Ближайший подход | 8 декабря 2010 г. |
Расстояние | 80 800 километров (50 200 миль) |
IKAROS ( Межпланетный воздушный змей, ускоряемый солнечным излучением Японского агентства аэрокосмических исследований ( JAXA ) — экспериментальный космический корабль ). Космический корабль был запущен 20 мая 2010 года на борту ракеты H-IIA вместе с зондом Акацуки (климатический орбитальный аппарат Венеры) и четырьмя другими небольшими космическими кораблями. IKAROS — первый космический корабль, успешно продемонстрировавший технологию солнечного паруса в межпланетном пространстве. [3] [8] Название корабля является отсылкой к легендарному Икару ( древнегреческий : Ἴκαρος , Икарос ), который летал близко к Солнцу на крыльях, сделанных из птичьих перьев и воска. [9]
8 декабря 2010 года IKAROS пролетел мимо Венеры на расстоянии 80 800 км (50 200 миль), успешно завершив запланированную миссию, и перешел в расширенную фазу эксплуатации. [10] [11] [12] [13]
Цель
[ редактировать ]Зонд IKAROS — первый в мире космический корабль, использующий солнечную энергию в качестве основного двигателя. [14] Он был разработан для демонстрации четырех ключевых технологий (комментарии в скобках относятся к рисунку):
- Развертывание и управление большой и тонкой мембраной солнечного паруса (серо-синие области под номером 3)
- Тонкопленочные солнечные элементы, встроенные в парус для питания полезной нагрузки (черные прямоугольники с номером 4)
- Измерение ускорения из-за радиационного давления на солнечный парус
- Управление ориентацией путем изменения отражательной способности 80 жидкокристаллических панелей, встроенных в парус (оранжевые прямоугольники с номерами 2).
Миссия также включает в себя исследования таких аспектов межпланетного пространства, как гамма-всплески , солнечный ветер и космическая пыль . [15]
Прибор ALADDIN зонда (ALDN-S и ALDN-E) измерил изменение плотности пыли. [16] в то время как его поляриметр гамма-всплесков (GAP) измерял поляризацию гамма-всплесков во время шестимесячного круиза. [17]
За IKAROS должен был последовать парусник размером 40 на 40 метров (130 футов × 130 футов), « Юпитер-троянский исследователь астероидов» , который должен был совершить путешествие к Юпитеру и троянским астероидам с предполагаемой целью вернуть образец астероида на Землю в 2050-е годы. [18] [19] [20] [21] Троянский исследователь астероидов Юпитера стал финалистом 2-го класса крупных миссий Японского института космоса и астронавтики (ISAS). Победившей миссией стала LiteBIRD .
Дизайн
[ редактировать ]Квадратный парус, развернутый посредством вращательного движения с использованием концевых масс массой 0,5 килограмма (1,1 фунта) (ключевой элемент 1 на рисунке справа), имеет длину 20 м (66 футов) по диагонали и состоит из паруса толщиной 7,5 микрометра (0,00030 дюйма). ) толстый лист полиимида (позиция 3 на рисунке справа). Полиимидный лист имел массу около 10 граммов на квадратный метр (0,033 унции/кв. фут), в результате чего общая масса паруса составляла 2 килограмма (4,4 фунта), без учета носовой массы, прикрепленных панелей и тросов. В парус встроена тонкопленочная солнечная батарея (ключевой элемент 4 на рисунке справа). PowerFilm, Inc. предоставила тонкопленочную солнечную батарею. [22] восемьдесят блоков ЖК- панелей. В парус встроено [23] отражательную способность которого можно регулировать для управления ориентацией (ключевой элемент 2 на рисунке справа). Парус также содержит восемь счетчиков пыли на противоположной стороне как часть научной полезной нагрузки. [24] [25]
Прогресс миссии
[ редактировать ]ИКАРОС был успешно запущен вместе с Акацуки (климатическим орбитальным аппаратом Венеры) на борту ракеты H-IIA из Космического центра Танегасима 21 мая 2010 года. [ нужна ссылка ]
ИКАРОС вращался со скоростью 20–25 оборотов в минуту и закончил разворачивать парус 10 июня 2010 года. [26] [27] [28] Корабль содержит две крошечные выдвижные камеры: DCAM1 и DCAM2. DCAM2 использовался для фотографирования паруса после его развертывания 14 июля 2010 года. [29]
Управление ускорением и ориентацией (ориентацией) были успешно проверены в течение оставшегося шестимесячного путешествия к Венере. 9 июля 2010 года JAXA подтвердило, что IKAROS ускоряется с помощью солнечного паруса. [30] а 23 июля объявил об успешном контроле ориентации. За 23-часовой период солнечный угол паруса был изменен на полградуса, но не за счет использования двигателей, а за счет динамического управления отражательной способностью 80 жидкокристаллических панелей на внешнем крае паруса, так что Давление солнечного света создаст крутящий момент. [31] IKAROS продолжает вращаться со скоростью примерно 2 об/мин , поэтому для управления ориентацией ЖК-панели должны вращаться с этой скоростью. [ нужна ссылка ]
По данным JAXA, IKAROS завершил все запланированные эксперименты в декабре 2010 года, но миссия продолжалась и после этой даты, «чтобы улучшить навыки управления солнечным парусом». [32] 30 ноября 2012 года JAXA объявило, что IKAROS внесен в Книгу рекордов Гиннеса как первый в мире космический корабль с солнечным парусом, курсирующий между планетами, и что его две отдельные камеры, DCAM1 и DCAM2, были признаны космическим кораблем наименьшего размера, летающим между планетами. . [33] [34] По состоянию на 2012 год IKAROS продолжал вращаться, но его ориентация ухудшилась. Это приводило к неожиданным движениям паруса, и в результате линия связи через антенну среднего усиления была доступна лишь с перерывами. Команда проекта была расформирована 28 марта 2013 года, хотя пробное получение данных было запланировано на более поздний срок. [ нужна ссылка ]
Проект был возобновлен 20 июня 2013 года в ожидании, что спутник выйдет из состояния гибернации, когда станет доступно больше энергии от солнечных панелей. Команда смогла получить телеметрию от ИКАРОСа в период с 20 июня по 12 сентября 2013 года, после чего контакт снова был потерян. Потеря контакта произошла примерно в то время, когда космический корабль снова перешел в режим гибернации с низким энергопотреблением, поскольку мощность солнечных панелей уменьшилась. Доступное время связи через антенну Центра глубокого космоса Усуда было ограничено, поэтому данные собирались лишь с перерывами для оценки скорости, траектории и вращения спутника. [35] [36] По состоянию на август 2013 года ускорение от паруса IKAROS изменило скорость корабля в общей сложности примерно на 400 метров в секунду (890 миль в час). [37]
Передачи снова были получены 22 мая 2014 года, когда космический корабль пролетел на расстоянии около 230 миллионов километров от Земли. К маю 2014 года IKAROS находился на десятимесячной орбите вокруг Солнца, проводя семь месяцев на каждом витке в режиме гибернации из-за недостаточной мощности. [38] К 23 апреля 2015 года космический корабль в четвертый раз вышел из режима гибернации и летел на расстоянии около 120 миллионов километров от Земли. [39] 21 мая 2015 года JAXA не смогло принять сигнал от IKAROS и пришло к выводу, что космический корабль, как и ожидалось, в пятый раз перешел в режим гибернации. Согласно последним данным, полученным в мае 2015 года, положение ИКАРОСа в то время находилось на расстоянии около 110 миллионов километров от Земли и около 130 миллионов километров от Солнца. [40]
Научные результаты
[ редактировать ]По данным поляризации гамма-лучей GAP, Тома и др. [41] установить более строгие ограничения на нарушения CPT . Это улучшение на восемь порядков по сравнению с предыдущими ограничениями. [42] [43]
Ученые JAXA заявили 9 июля 2010 года, что измеренная сила тяги по давлению солнечного излучения на IKAROS высотой 196 м 2 парусность составляет 1,12 миллиньютона. [44]
См. также
[ редактировать ]- CubeSail - Планируемый космический корабль с солнечным парусом
- CubeSail (UltraSail) – космический корабль США
- LightSail 2 — демонстрационный проект солнечной парусной системы LEO.
- Список миссий на Венеру
- Разведчик околоземных астероидов - космический корабль с солнечным парусом
- NanoSail-D2 - Спутник, предназначенный для проверки концепции солнечных парусов.
- ОКЕАНОС – Предлагаемый космический зонд к троянским астероидам
Примечания
[ редактировать ]- ^ Мори и др. (2009)
- ^ «Малый демонстратор паруса на солнечной энергии «ИКАРОС» » . ДЖАКСА. Архивировано из оригинала 30 октября 2013 года . Проверено 1 октября 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б Стивен Кларк (20 мая 2010 г.). «Отчет о запуске H-2A – Центр статуса миссии» . Космический полет сейчас . Проверено 21 мая 2010 г.
- ^ Саманта Харви (20 мая 2010 г.). «Исследование Солнечной системы: Миссии: По цели: Венера: Будущее: Акацуки» . НАСА. Архивировано из оригинала 10 апреля 2010 года . Проверено 21 мая 2010 г.
- ^ «ИКАРОС» . Институт космоса и астронавтики . Проверено 30 ноября 2022 г.
- ^ «ИКАРОС: Демонстратор паруса на солнечной энергии» . ИСАС . ДЖАКСА . Проверено 24 мая 2015 г.
- ^ «ИКАРОС переходит в режим гибернации в пятый раз» . Малый демонстратор паруса на солнечной энергии «ИКАРОС» Темы . ДЖАКСА . Проверено 2 марта 2019 г.
- ^ «День запуска ракеты-носителя H-IIA № 17 (H-IIA F17)» . ДЖАКСА . 3 марта 2010 г. Архивировано из оригинала 26 апреля 2014 г. . Проверено 5 ноября 2021 г.
- ^ https://web-japan.org/kidsweb/hitech/icarus/index.html. [ только URL ]
- ^ «今日の IKAROS (12/10) – Ежедневный отчет – 10 декабря 2010 г.» . Блог IKAROS (на японском языке). ДЖАКСА. 10 декабря 2010 года . Проверено 22 января 2011 г.
- ^ «Конец 2010 г. (26 декабря) – Ежедневный отчет – 26 декабря 2010 г.» Блог IKAROS (на японском языке) , дата обращения 26 декабря 2011 г. .
- ^ Спасибо за вашу тяжелую работу над космическим парусным кораблем «Икар»… эксперимент завершен, и он становится «искусственной планетой». (на японском языке). Асахи Симбун. 10 декабря 2010 года . Проверено 22 января 2011 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ Мори, Осаму (26 января 2011 г.). «Отчет о завершении регулярной эксплуатации небольшого демонстратора паруса на солнечной энергии (IKAROS)» (PDF) (на японском языке , получено 2 февраля 2011 г. ) .
- ^ Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг. (PDF) . Серия по истории НАСА (второе изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Офис программы истории НАСА. п. 2. ISBN 9781626830424 . LCCN 2017059404 . СП2018-4041.
- ^ «Об успешном наблюдении гамма-всплесков с помощью небольшого парусного демонстратора солнечной энергии «ИКАРОС» (на японском языке). JAXA. 14 июля 2010 г. Проверено 15 июля 2010 г.
- ^ Яно, Х.; и др. «ОБНАРУЖЕНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ПЫЛИ С ПОМОЩЬЮ ПЫЛЕДЕТЕКТОРОВ БОЛЬШОЙ ПЛОЩАДИ НА СИСТЕМЕ ИКАРОС В МЕЖПЛАНЕТНОМ ПРОСТРАНСТВЕ (АЛАДДИН) ОТ ЗЕМЛИ ДО ВЕНЕРЫ» (PDF) . 42-я конференция по наукам о Луне и планетах (2011 г.) . Проверено 14 февраля 2011 г.
- ^ Ёнетоку, Д.; и др. (26 октября 2010 г.). «Поляриметр гамма-всплесков - GAP - на борту небольшого демонстратора парусов на солнечной энергии IKAROS». Публикации Астрономического общества Японии . 63 (3): 625–638. arXiv : 1010.5305 . Бибкод : 2011PASJ...63..625Y . дои : 10.1093/пасж/63.3.625 .
- ^ «Проект ИКАРОС» . ДЖАКСА. 2008. Архивировано из оригинала 22 сентября 2008 года . Проверено 12 июля 2010 г.
Вторая миссия состоится в конце 2010-х годов. Он будет включать в себя солнечный парус среднего размера диаметром 50 метров (160 футов) и встроенные ионные двигательные установки. Пунктами назначения космического корабля станут Юпитер и троянские астероиды.
- ^ НАУКА И ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ МИССИЯ ОКЕАНОС К ТРОЯНСКОМУ ЮПИТЕРУ. (PDF). Т. Окада, Т. Ивата, Дж. Мацумото, Т. Чудзё, Ю. Кебукава, Дж. Аоки, Ю. Каваи, С. Ёкота, Ю. Сайто, К. Терада, М. Тойода, М. Ито, Х. Ябута, Х. Юримото, К. Окамото, С. Мацуура, К. Цумура, Д. Ёнетоку, Т. Михара, А. Мацуока, Р. Номура, Х. Яно, Т. Хираи, Р. Накамура, С. Уламек, Р. Яуманн, Ж.-П. Бибринг, Н. Гранд, К. Сопа, Э. Паломба, Дж. Хелберт, А. Эрике, М. Гротт, Х. Остер, Г. Клингельхефер, Т. Сайки, Х. Като, О. Мори, Дж. Кавагути. 49-я конференция по наукам о Луне и планетах, 2018 г. (вклад LPI № 2083).
- ^ Джереми Сюй (21 июля 2010 г.). «Японский солнечный парус — это тост космической науки» . space.com . Проверено 8 декабря 2016 г.
- ^ Сюсуке Мурай (21 июля 2016 г.). «JAXA показало солнечную панель зонда астероида» . «Джапан таймс онлайн» . Джапан Таймс . Проверено 8 декабря 2016 г.
- ^ Клэр М. Умали (4 мая 2010 г.). «Япония испытывает силу солнечных парусов в глубоком космосе» . ЭкоСид . Архивировано из оригинала 2 декабря 2010 года . Проверено 25 января 2011 г.
- ^ «Малый демонстратор паруса на солнечной энергии «ИКАРОС»: успешное управление ориентацией с помощью жидкокристаллического устройства» . Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 23 июля 2010 г.
- ^ «Малый демонстратор парусов на солнечной энергии» . ДЖАКСА. 11 марта 2010 г. Архивировано из оригинала 30 октября 2013 г. Проверено 7 мая 2010 г.
- ^ «Проект ИКАРОС» . ДЖАКСА. 2008. Архивировано из оригинала 22 сентября 2008 года . Проверено 30 марта 2010 г.
- ^ Эдвардс, Лин (11 июня 2010 г.). «ИКАРОС» впервые в истории развернул в космосе солнечный парус . ФизОрг . Проверено 11 июня 2010 г.
- ^ Штатные авторы (11 июня 2010 г.). «Японский космический корабль развернул солнечный парус» . Space.com . Проверено 11 июня 2010 г.
- ^ Амос, Джонатан (11 июня 2010 г.). «Япония разворачивает в космосе солнечный парус Икарос» . Новости Би-би-си . Проверено 25 января 2011 г.
- ^ Штатные авторы (16 июня 2010 г.). «Мини-камера сфотографировала японский солнечный парус Икарос» . Новости Би-би-си . Проверено 17 июня 2010 г.
- ^ «О подтверждении ускорения фотонов малого солнечно-парусного демонстрационного корабля «ИКАРОС» . Пресс-релиз на сайте JAXA (Пресс-релиз) (на японском языке). Японское агентство аэрокосмических исследований. 9 июля 2010 года . Проверено 25 января 2011 г.
График показывает силу примерно 1,1 мН.
- ^ «Демонстратор малого паруса на солнечной энергии «ИКАРОС». Успешное управление ориентацией с помощью жидкокристаллического устройства» (пресс-релиз). Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 23 июля 2010 года . Проверено 25 января 2011 г.
- ^ «Демонстратор солнечного паруса «ИКАРОС» » . Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). Архивировано из оригинала 22 сентября 2008 года . Проверено 30 декабря 2012 г.
- ^ «Мировой рекорд IKARO сертифицирован!» . Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 30 ноября 2012 года. Архивировано из оригинала 30 октября 2013 года . Проверено 30 декабря 2012 г.
- ^ «Солнечный космический корабль JAXA попал в Книгу рекордов Гиннеса» . Асахи Симбун. 30 декабря 2012 года. Архивировано из оригинала 13 февраля 2013 года . Проверено 30 декабря 2012 г.
- ^ «今日の IKAROS (20.06.2013) – Ежедневный отчет – 20 июня 2013 г.» (на японском языке). Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 20 июня 2013 года . Проверено 8 июня 2014 г.
- ^ «今日の IKAROS (12/7) – Ежедневный отчет – 7 декабря 2013 г.» (на японском языке). Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 20 июня 2013 года . Проверено 8 июня 2014 г.
- ^ «今日の IKAROS (29 августа) – Ежедневный отчет – 29 августа 2013 г.» (на японском языке). Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 29 августа 2013 года . Проверено 8 июня 2014 г.
- ^ «ИКАРОС: Выход из режима гибернации в третий раз» (на японском языке). Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), 26 мая 2014 г. , дата обращения 8 июня 2014 г.
- ^ «ИКАРОС выходит из режима гибернации в четвёртый раз» . ДЖАКСА . 30 апреля 2015 года . Проверено 24 мая 2015 г.
- ^ «ИКАРОС переходит в режим гибернации в пятый раз» . ДЖАКСА . 29 мая 2015 г.
- ^ Кенджи Тома; и др. (декабрь 2012 г.). «Строгий предел нарушения CPT из-за поляризации всплесков γ-лучей». Письма о физических отзывах . 109 (24): 241104. arXiv : 1208.5288 . Бибкод : 2012PhRvL.109x1104T . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.241104 . ПМИД 23368301 . S2CID 42198517 .
- ^ Майкл Ширбер (2012). «Сводка: отдаленные всплески не показывают никаких признаков предсказанного вращения света». Письма о физических отзывах . 109 (24): 241104. arXiv : 1208.5288 . Бибкод : 2012PhRvL.109x1104T . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.241104 . ПМИД 23368301 . S2CID 42198517 .
- ^ «Строгий предел нарушения CPT из-за гамма-всплесков» . Институт физики и математики Вселенной Кавли. 7 декабря 2012 года . Проверено 16 декабря 2012 г.
- ^ «ИКАРОС – Всеновостной канал» . ДЖАКСА . 9 июля 2010 года. Архивировано из оригинала 19 августа 2010 года . Проверено 24 мая 2015 г.
Ссылки
[ редактировать ]- Осаму Мори; и др. (6 июля 2008 г.). «Разработка системы развертывания для малогабаритной миссии с солнечным парусом» (PDF) . 26-й Международный симпозиум по космическим технологиям и науке . 7 : Pd_87–Pd_94. Бибкод : 2009ТрСпТ...7.Пд87М . дои : 10.2322/tstj.7.Pd_87 . Проверено 9 мая 2011 г.
- Осаму Мори; и др. (9 июля 2009 г.). «Первая демонстрация паруса на солнечной энергии от IKAROS» (PDF) . 27-й Международный симпозиум по космическим технологиям и науке . 8 : To_4. Бибкод : 2011TJSAI...8To425M . Проверено 6 марта 2010 г.