Быстрый Auroral Snapshot Explorer
 Быстрый спутник Auroral Snapshot Explorer | |
| Имена | Эксплорер-70 БЫСТРЫЙ СМЭКС-2 |
|---|---|
| Тип миссии | Физика авроральной плазмы |
| Оператор | НАСА / Годдард Лаборатория космических наук |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1996-049А |
| САТКАТ нет. | 24285 |
| Веб-сайт | http://sprg.ssl.berkeley.edu/fast/ |
| Продолжительность миссии | 3 года (планируется) 12 лет 8 месяцев (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Эксплорер LXX |
| Тип космического корабля | Быстрый Auroral Snapshot Explorer |
| Автобус | БЫСТРЫЙ |
| Производитель | Центр космических полетов Годдарда |
| Стартовая масса | 187 кг (412 фунтов) |
| Масса полезной нагрузки | 65,3 кг (144 фунта) |
| Размеры | 1,02 × 0,93 м (3 фута 4 дюйма × 3 фута 1 дюйм) |
| Власть | 60 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 21 августа 1996 г., 09:47:26 UTC |
| Ракета | Пегас XL (F13) |
| Запуск сайта | База ВВС Ванденберг , Звездочет |
| Подрядчик | Корпорация орбитальных наук |
| Вступил в сервис | 21 августа 1996 г. |
| Конец миссии | |
| Деактивирован | 4 мая 2009 г. |
| Последний контакт | 4 мая 2009 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота перигея | 346,8 км (215,5 миль) |
| Высота апогея | 3497,8 км (2173,4 миль) |
| Наклон | 82.97° |
| Период | 125,43 минуты |
| Инструменты | |
| Электрическое поле и эксперимент с зондом Ленгмюра Электростатические анализаторы (ESA) Времяпролетный энергетический угловой масс-спектрограф (TEAMS) Трехосные феррозондовые магнитометры и магнитометры с поисковой катушкой | |
 Патч с быстрой миссией | |
Fast Auroral SnapshoT Explorer ( FAST или Explorer 70 ) был спутником НАСА по физике плазмы и вторым космическим кораблем в программе Small Explorer (SMEX). Он был запущен 21 августа 1996 года с авиабазы Ванденберг на борту Pegasus XL ракеты-носителя . НАСА Космический корабль был спроектирован и построен Центром космических полетов имени Годдарда (GSFC). Полеты осуществлялись GSFC в течение первых трех лет, а затем были переданы в Калифорнийского университета в Беркли Лабораторию космических наук .
Миссия
[ редактировать ]FAST был разработан для наблюдения и измерения физики плазмы полярных сияний , Земли происходящих вокруг обоих полюсов . [ 1 ] Хотя эксперимент с электрическим полем провалился примерно в 2002 году, все остальные инструменты продолжали работать нормально до тех пор, пока научные операции не были завершены 4 мая 2009 года. [ 2 ] После этого были проведены различные инженерные испытания. [ 2 ]
FAST исследует физику плазмы полярных сияний с чрезвычайно высоким временным и пространственным разрешением, используя полный набор приборов для измерения частиц и поля. FAST — второй космический корабль (первым был SAMPEX) в программе Small Explorer (SMEX) NASA-GSFC. SMEX был создан для предоставления космическому научному сообществу возможностей быстрого (3 года разработки) и недорогих (35 миллионов долларов США на разработку) миссий (1 в год) с использованием одного назначенного главного исследователя (PI). [ 1 ]
Чтобы зафиксировать полярные сияния в небольших временных ( микросекундах ) и пространственных масштабах, FAST использует высокоскоростную выборку данных, большую быстрозагружаемую («пакетную») память и интеллектуальное встроенное программное обеспечение для запуска по полярным сияниям. появление различных ключевых явлений. Используя твердотельную память объемом 1 Гб и скорость сбора данных 8 Мб (почти на два порядка быстрее, чем у предыдущих спутников), FAST создает «моментальные снимки» полярных сияний и других интересных полярных сияний в высоком разрешении. FAST летает по очень эксцентричной околополярной орбите, прецессируя номинально на 1° в день. Научные исследования ведутся в походном режиме (продолжительностью около 60 дней) по мере прохождения апогея через северную авроральную зону и в менее интенсивном режиме съемки на остальной части орбиты. [ 1 ]
Космический корабль
[ редактировать ]
В миссии FAST используется уникальный (не производный от SAMPEX) легкий космический корабль с нормальной орбитой, разработанный в рамках проекта SMEX. Космический корабль имеет установленные на корпусе солнечные батареи и стабилизирован по вращению, вращаясь со скоростью 12 об / мин с осью вращения, перпендикулярной плоскости орбиты («колесо телеги»). Четыре эксперимента FAST: (1) электростатические анализаторы (ESA) для измерения функции распределения электронов и ионов, (2) времяпролетный энергетический угловой масс-спектрограф (TEAMS) для измерения полной трехмерной функции распределения основных видов ионов, (3) трехосный феррозондовый магнитометр и магнитометр с поисковой катушкой для измерения данных о магнитном поле и (4) прибор для измерения электрического поля/ленгмюровского зонда для получения данных об электрическом поле и плазме. плотность и температура. Прибор электрического поля FAST перестал предоставлять значимые данные примерно в 2002 году, все остальные приборы и системы продолжают работать номинально. [ 1 ]
Эксперименты
[ редактировать ]Электрическое поле и эксперимент с зондом Ленгмюра
[ редактировать ]Прибор для измерения электрического поля FAST имеет десять датчиков: по два на каждой из четырех радиальных проволочных стрел длиной 29 м (24 м и 29 м) и по одному на каждой из двух жестких осевых стрел длиной 3 м. Все датчики, за исключением четырех крайних, могут также работать как токосъемные датчики Ленгмюра. Подобные инструменты использовались на S3-3, ISEE-1, CRRES, Polar и Cluster. Прибор предназначен для обеспечения следующего: векторного измерения электрического поля от постоянного тока до примерно 20 кГц в динамическом диапазоне от 0,1 мВ/м до 1 В/м с разрешением выборки 0,03 мс; Измерение формы сигналов переменного электрического поля частотой до 2 МГц с разрешением выборки 32 мс; непрерывный контроль доминирующей частоты и амплитуды высокочастотных волн с временным разрешением 0,03 мс; измерение тепловой плотности плазмы (1-10^5 см-3) и температуры с временным разрешением до 0,5 мс и 1 с соответственно; измерение пульсаций плотности в динамическом диапазоне 0,1-20 % с временным разрешением не менее 1 мс; измерения временных задержек между различными антеннами с временным разрешением до 0,03 мс; и измерения длины волны на частотах до 20 кГц с использованием бортовых интерферометрических методов и разделения нескольких датчиков. Прибор электрического поля FAST перестал предоставлять значимые данные примерно в 2002 году. [ 3 ]
Электростатические анализаторы (ESA)
[ редактировать ]Шестнадцать электростатических анализаторов (ESA), сгруппированных в четыре стопки, используются как для электронных, так и для ионных измерений. Четыре стопки расположены вокруг космического корабля таким образом, что весь пакет имеет полное поле зрения на 360° (FoV). ESA могут обеспечить 64-ступенчатую энергетическую развертку, охватывающую диапазон от примерно 3 эВ до 30 кэВ, до 16 раз в секунду. Каждый блок ESA содержит три анализатора Stepped ESA (SESA), которые используются для проведения измерений электронов с высоким временным разрешением, и одиночный ионный или электронный спектрометр (IESA или EESA), используемый для детальных измерений распределения. EESA и IESA проходят через свой энергетический диапазон, собирая 24, 48 или 96 образцов энергии в 32 секторах угла тангажа. Стандартный режим (24 выборки) измеряет распределение углов тангажа каждые 78 мс. Другие режимы допускают альтернативный компромисс между временным и энергетическим разрешением. В зависимости от режима работы датчики SESA измеряют распределение, содержащее 16 ячеек угла тангажа и 6, 12, 24 или 48 ячеек энергии. Минимальное время расчета для массива из 6 энергий составляет 1,6 мс. Угловое разрешение составляет 11,2° для EESA/IESA и 22,5° для SESA. [ 4 ]
Времяпролетный энергоугловой масс-спектрограф (TEAMS)
[ редактировать ]Времяпролетный энергетический угловой масс-спектрограф (TEAMS) представляет собой высокочувствительный масс-спектрометр с мгновенным полем зрения 360*8°. Он предназначен для измерения полной трехмерной функции распределения основных видов ионов (H+, He++, He+, O+, O2+ плюс NO+). Датчик очень похож на датчик CODIF для миссии CLUSTER и восходит к инструментам, использовавшимся на AMPTE-IRM (SULEICA, 3D-Plasma Instrument). TEAMS выбирает поступающие ионы в соответствии с энергией на заряд (от 1,2 эВ/э до 12 кэВ/э) путем электростатического отклонения в анализаторе тороидальной секции с последующим анализом ускорения (до 25 кэВ/э) и времени пролета (ToF). Для каждого отдельного иона прибор измеряет энергию на заряд (электростатический анализатор), массу на заряд (анализатор ToF), азимутальный угол падения (задаваемый вращением космического корабля; разрешение 5,6° или 11,2°) и полярный угол падения (задаваемый выражением секторность в блоке ToF 22,5°). В зависимости от режима измерения полная энергетическая развертка выполняется 32 или 64 раза за период вращения, что обеспечивает двумерный разрез функции распределения по полярному углу каждые 156 или 78 мс. Одна полная трехмерная функция распределения ионов получается за половину периода вращения (2,5 секунды). Ось симметрии прибора перпендикулярна оси вращения КА и поверхности КА. TEAMS работает в нескольких различных режимах сбора данных. В режиме «Обзор распределения» отбираются H+, O+, He+ и He++ с высоким угловым (64) и энергетическим (48) разрешением. Временное разрешение может составлять от 80 мс (медленная съемка) до 10 мс (быстрая съемка). В режиме распределения высокой массы используется высокое разрешение по массе (64) для идентификации второстепенных видов; угловое (16) и энергетическое (16) разрешение в этом режиме низкое; временное разрешение варьируется от 80 мс (медленно) до 20 мс (быстро). Пакетный режим предоставляет данные для четырех основных видов ионов с самым высоким временным (0,08 мс), угловым (16) и энергетическим (48) разрешением. Дополнительные режимы измерения ориентированы на полярные каналы, частоту мониторинга и события PHA. [ 5 ]
Трехосные феррозондовые магнитометры и магнитометры с поисковой катушкой
[ редактировать ]Приборы измерения магнитного поля FAST включают в себя феррозондовый магнитометр постоянного тока и магнитометр поисковой катушки переменного тока (AC). Феррозондовый магнитометр представляет собой трехосный прибор, в котором используются высокостабильные малошумящие датчики с кольцевым сердечником. Он установлен на стреле на высоте 2 м (6 футов 7 дюймов) от корпуса космического корабля в экранированном корпусе. Он передает информацию о магнитном поле от постоянного тока до 100 Гц на 16-битный аналого-цифровой преобразователь . Временное разрешение составляет 2 мс, а чувствительность ниже 50 Гц близка к 1 нТл . В магнитометре поисковой катушки (также монтируемом на стреле) используется трехосная сенсорная система, которая содержит ламинированные сердечники из пермаллоя, обмотки и предусилители. В основу конструкции положен прибор ОГО-5 с последними разработками, реализованными по секретным проектам. Сигналы дополнительно усиливаются в электронике перед аналого-цифровым преобразованием. Измерение магнитного поля переменного тока осуществляется в диапазоне частот от 10 Гц до 2,5 кГц с временным разрешением 0,1 мс и частотно-зависимой чувствительностью от 10^-8 до 10^-10 нТл^2/Гц. [ 6 ]
Конец миссии
[ редактировать ]Операции FAST закончились 4 мая 2009 года. [ 1 ]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и «Дисплей: БЫСТРЫЙ (1996-049А)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 28 ноября 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б «Новости и события» . FAST Образование и работа с общественностью . Калифорнийский университет в Беркли . Проверено 5 сентября 2015 г.
- ^ «Эксперимент: электрическое поле и эксперимент с зондом Ленгмюра» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 28 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: Электростатические анализаторы (ЭСА)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 28 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: времяпролетный энергетический угловой масс-спектрограф (TEAMS)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 28 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: трехосные феррозондовые и поисковые магнитометры» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 28 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с FAST, на Викискладе?
- Веб-сайт FAST Калифорнийского университета в Беркли
- Веб-сайт FAST по образованию и связям с общественностью
- Веб-сайт FAST Управления научных миссий НАСА
- Веб-сайт FAST (в архиве) Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
