Студенческий эксперимент по космической погоде из Колорадо
 CSSWE (на переднем плане) и P-POD Deployer до интеграции [ 1 ] | |
| Тип миссии | космической погоды Исследования |
|---|---|
| Оператор | С / ЛАСП |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2012-048Д |
| САТКАТ нет. | 38761 |
| Веб-сайт | сжимать |
| Продолжительность миссии | 3 месяца (планируется) 24+ месяца (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Тип космического корабля | 3U КубСат |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 13 сентября 2012 г., 21:39:00 UTC |
| Ракета | Atlas V 401 AV-033 |
| Запуск сайта | Ванденберг SLC-3E |
| Подрядчик | Объединенный стартовый альянс |
| Вступил в сервис | 4 октября 2012 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрический |
| Режим | Низкая Земля |
| Высота перигея | 472 километра (293 миль) |
| Высота апогея | 777 километров (483 миль) |
| Наклон | 64,6 градусов |
| Период | 97,19 минут |
| Эпоха | 14 сентября 2012 г. [ 2 ] |
| Инструменты | |
| REPTile - Релятивистский электронный и протонный телескоп объединил небольшой эксперимент | |
Студенческий эксперимент по космической погоде из Колорадо ( CSSWE ) стал шестым по счету. [ когда? ] Национальный научный фонд спонсировал миссию CubeSat . [ 3 ] [ 4 ] Он был построен студентами Университета Колорадо в Боулдере при участии специалистов Лаборатории физики атмосферы и космоса . Миссия CSSWE была совместной работой факультета аэрокосмических инженерных наук Университета Колорадо и лаборатории физики атмосферы и космоса . Главным исследователем миссии был профессор Синьлинь Ли, а со-исполнителями — профессор Скотт Пало и доктор Шри Канекал. Руководителем проекта была доктор Лорен Блюм, системным инженером — доктор Дэвид Герхардт, а специалистом по приборам — доктор Квинтин Шиллер. [ 5 ]
CSSWE был запущен 13 сентября 2012 года на Atlas V ракете United Launch Alliance на ELaNa -VI в рамках Инициативы запуска CubeSat НАСА (CSLI). [ 6 ] Команда CSSWE опубликовала свои научные продукты для скачивания на веб-сайте координированного анализа данных НАСА (CDAWeb).
По состоянию на 22 декабря 2014 г. CSSWE продемонстрировал серьезную деградацию батареи, вероятно, из-за того, что батарея проработала тысячи циклов за пределами проектных характеристик батареи. В результате CSSWE не может сохранять достаточно мощности для приема или передачи данных.
Цель миссии
[ редактировать ]Целью миссии CSSWE является изучение космической погоды с околоземной орбиты (480 х 780 км). [ 7 ] В частности, CSSWE работает совместно с параллельными миссиями (такими как Van Allen Probes , BARREL и SAMPEX ) для решения следующих вопросов: 1) Как расположение, величина и частота солнечной вспышки связаны со временем, продолжительностью и энергетическим спектром солнечных энергетических частиц (SEP), достигающих Земли, и 2) как развиваются спектр и динамика электронов радиационного пояса Земли . [ 8 ]
Научный инструмент
[ редактировать ]Научный инструмент CSSWE, релятивистский электрон-протонный телескоп, интегрированный в небольшой эксперимент (REPTile), является единственным научным инструментом на борту и соответствует целям миссии. Это уменьшенная версия инструмента Релятивистского электронного и протонного телескопа (REPT). [ 7 ] который является частью набора инструментов для измерения энергетических частиц, состава и тепловой плазмы (ECT). [ 9 ] на борту зонда Ван Аллена. REPTile выполняет задачи миссии, измеряя электроны от 0,58 до >3,8 Мегаэлектронвольт (МэВ) и протоны от 8 до 40 МэВ. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Также на CubeSat имеется бортовой магнитометр, позволяющий получить информацию об ориентации космического корабля и приборов относительно магнитного поля Земли.
Предполетное тестирование
[ редактировать ]CSSWE прошел такое же тщательное тестирование, как и все космические объекты в LASP. Помимо испытаний на уровне компонентов и подсистем, космический корабль прошел многочисленные испытания на системном уровне. Он прошел испытания в термовакуумной камере , в ходе которых 11 орбитальных циклов космического корабля были смоделированы в вакууме путем увеличения и уменьшения температуры космического корабля для воспроизведения тепловых моделей, которые прогнозируют фактические температуры на орбите. Первые несколько часов миссии были воспроизведены путем моделирования запуска (при котором переключатель развертывания отпускается, начиная этап автоматического ввода в эксплуатацию) с холма рядом с наземной станцией LASP. CSSWE прошел это испытание, завершив начальный этап ввода в эксплуатацию, развернув антенну и установив контакт с наземной станцией LASP. Также были проведены испытания орбитального ориентации, в том числе испытания клетки Гельмгольца и эллипса ошибок.
Запуск
[ редактировать ]Первоначально CSSWE планировалось запустить 2 августа 2012 года на борту Национального разведывательного управления Launch-36 ( NROL-36 ). запуск откладывался трижды, чтобы дать дополнительное время для решения проблемы с приборами дальности. United Launch Alliance, Однако, согласно официальному заявлению [ 13 ] В конечном итоге Atlas V 401 был запущен 13 сентября 2012 года с космодрома 3 авиабазы Ванденберг . [ 14 ] [ 15 ]
Основная полезная нагрузка на борту NROL-36 была засекреченной полезной нагрузкой NRO, поэтому никакой информации о космическом корабле или орбите предоставлено не было. находилось 11 спутников CubeSat Однако на борту ракеты в качестве вторичной полезной нагрузки . Ракета-носитель доставила CubeSats на орбиту размером 480x780 км с наклонением 65 градусов. CubeSat перевозились в восьми дозаторах PPOD, прикрепленных к концу ракеты «Кентавр» через кормовую переборку, которая заменила ненужный баллон с гелием. [ 13 ] Четыре спутника CubeSat были запущены в рамках программы НАСА по образовательному запуску наноспутников (ELaNa) — CSSWE (Университет Колорадо — Боулдер), CINEMA 1 (Калифорнийский университет — Беркли и др.), CXBN (Государственный университет Морхеда) и CP5 (Калифорнийский политехнический университет). Оставшимися семью были Aeneas (управляемый Университетом Южной Калифорнии), два SMDC-ONE (Армия США), STARE-A (Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса) и три AeroCube-4 (Аэрокосмическая корпорация). [ 16 ]
На орбите успеха
[ редактировать ]Космический корабль использует рулетку в качестве антенны для связи с наземными станциями. CSSWE впервые услышал передачу телеметрических пакетов радиолюбителем с позывным DK3WN почти ровно через два часа после развертывания с PPOD, преодолев свое первое серьезное препятствие. Космический корабль завершил научный ввод в эксплуатацию и был переведен в полный научный режим 22 дня спустя, 5 октября. Полный успех миссии произошел 5 января 2013 года после трех месяцев получения научных данных. Миссия CSSWE завершилась в декабре 2014 года из-за износа батареи.
Первые научные результаты и обновленные научные результаты были представлены соответственно на осеннем Американском геофизическом союзе 2012 и 2013 годов в Сан-Франциско, Калифорния. [ 17 ] и опубликовано в рецензируемых журналах, таких как Geophysical Review Letters, [ 18 ] [ 19 ] Журнал геофизических исследований, [ 20 ] и наука. В настоящее время CSSWE имеет 24 рецензируемых научных или инженерных журналах, включая статью, опубликованную в журнале Nature 13 декабря 2017 года. [ 21 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джонатан Браун; Рики Мунаката (2008). «Спутниковая идентификация «Днепр-2» и P-POD Mk.III» (PDF) . Калифорнийский политехнический государственный университет . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г. Проверено 30 июля 2010 г.
- ^ Макдауэлл, Джонатан. «Спутниковый каталог» . Космическая страница Джонатана . Проверено 20 декабря 2013 г.
- ^ «Подробности о награде NSF» . Архивировано из оригинала 23 июля 2015 г. Проверено 21 марта 2013 г.
- ^ «Пресс-релиз Университета Колорадо» . Архивировано из оригинала 2 мая 2013 г. Проверено 24 января 2012 г.
- ^ «Крошечный спутник CU-Boulder может быть запущен уже 14 августа | Университет Колорадо в Боулдере» . Архивировано из оригинала 12 января 2015 г. Проверено 29 января 2014 г.
- ^ «Основные моменты запуска ULA NROL-36» . Архивировано из оригинала 7 декабря 2013 г. Проверено 21 марта 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Ли, К., С. Пало, Р. Конерт, Л. Блюм, Д. Герхардт, К. Шиллер и С. Калифф (2013), Небольшая миссия, выполненная студентами, - большое влияние на исследования космической погоды, Космическая погода , Принято , DOI: 10.1002/swe.20025
- ^ Ли, X., С. Пало и Р. Конерт (2011), Малая миссия по исследованию космической погоды, полностью разработанная студентами, Space Weather , 9, S04006, doi:10.1029/2011SW000668
- ^ Наборы инструментов Van Allen Probes , заархивировано 8 сентября 2013 г. в Wayback Machine.
- ^ Блюм, Л. и К. Шиллер (2012), Характеристика и испытание телескопа энергетических частиц для платформы CubeSat, Материалы конференции AIAA/USU по малым спутникам, Конкурс студенческих стипендий Фрэнка Дж. Редда, SSC12-VIII-4
- ^ Шиллер, К. и А. Махендракумар (2010), REPTile: миниатюрный детектор для миссии CubeSat для измерения релятивистских частиц в околоземном пространстве, Материалы конференции AIAA/USU по малым спутникам, Конкурс студенческих стипендий Фрэнка Дж. Редда , SSC10-VIII-1
- ^ Ли, X., С. Пало, Р. Конерт, Д. Герхардт, Л. Блюм, К. Шиллер, Д. Тернер, В. Ту, Н. Шейко и К. С. Купер (2012), Колорадо студенческий эксперимент по космической погоде: измерения дифференциальных потоков энергичные частицы на сильно наклоненной низкой околоземной орбите, в динамике Радиационных поясов Земли и внутренней магнитосферы // Геофизика. Моногр. Сер., вып. 199, под редакцией Д. Саммерса и др., стр. 385–404, AGU, Вашингтон, округ Колумбия, номер документа: 10.1029/2012GM001313.
- ^ Jump up to: а б Сводка запуска NASASpaceFlight.com. Архивировано 16 декабря 2013 г. в Wayback Machine.
- ^ «Пресс-релиз о запуске ULA» . Архивировано из оригинала 7 декабря 2013 г. Проверено 21 марта 2013 г.
- ^ «Пресс-релиз о запуске NRO» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 февраля 2013 г. Проверено 21 марта 2013 г.
- ^ «Презентация семинара CubeSat NROL-36 2012» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2014 г. Проверено 21 марта 2013 г.
- ^ Список презентаций AGU RBSP 2012 г.
- ^ Блюм, Л.В., К. Шиллер, К. Ли, Р. Миллан, А. Хэлфорд и Л. Вуджер (2013), Новый соединительный союз CubeSat и воздушные шары для количественной оценки быстрой энергетики Электронные высыпания, Геофиз. Рез. Летт., 40, 5833–5837, doi: 10.1002/2013GL058546.
- ^ Шиллер, К., К. Ли, Л. Блюм, В. Ту, Д. Л. Тернер и Дж. Б. Блейк (2014), Улучшение времени без шторма релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе // Геофиз. Рез. Летт., 41 год, дата:10.1002/2013GL058485.
- ^ Ли, X. и др. (2013), Первые результаты CSSWE CubeSat: Характеристики релятивистских электронов в околоземном пространстве. Окружающая среда во время магнитных бурь в октябре 2012 г., J. Geophys. Рез. Космическая физика, 118, doi:10.1002/2013JA019342.
- ^ Синьлин Ли, Ричард Селесник, Квинтин Шиллер, Кун Чжан, Хун Чжао, Дэниел Н. Бейкер и Майкл А. Темерин (2017), Измерение электронов из альбедо нейтрона распад и плотность нейтронов в околоземном пространстве, doi:10.1038/nature24642.
