ГАСПАКС
 Завершенный ГАСПАКС CubeSat | |
| Тип миссии | Демонстрация технологий |
|---|---|
| Оператор | Университета штата Юта Специальная команда Get Away |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1998-067ТБ |
| САТКАТ нет. | 51439 |
| Веб-сайт | https://www.usu.edu/physics/gas/projects/gaspacs |
| Продолжительность миссии | 4 месяца |
| Свойства космического корабля | |
| Тип космического корабля | 1U КубСат |
| Стартовая масса | 1,17 кг (2,6 фунта) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 21 декабря 2021 г., 10:07 UTC |
| Ракета | Сокол 9 B1069.1, Грузовой Дракон C209-2 |
| Запуск сайта | Стартовый комплекс 39А Космического центра Кеннеди |
| Подрядчик | НАСА |
| Развернуто из | Международная космическая станция |
| Дата развертывания | 26 января 2022 г., 12:00 UTC |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | 21 мая 2022 г., 17:23 UTC |
| Дата распада | 22 мая 2022 г. [ 1 ] |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота периапсиса | 416 километров (258 миль) |
| Высота апоапсиса | 428 километров (266 миль) |
| Наклон | 51,6 градусов |
| Период | 90,5 минут |
| Полезная нагрузка | |
| Экспериментальный АэроБум | |
| Транспондеры | |
| Частота | 437,365 МГц |
GASPACS ( специальный спутник пассивного контроля ориентации Get Away ) [ 2 ] был НАСА спонсируемым спутником CubeSat высотой 1U , полностью разработанным студентами штата Юта (GAS) Университета команды Get Away Special . Основная цель миссии GASPACS заключалась в развертывании 1-метровой надувной аэродинамической стрелы для пассивной стабилизации его положения . [ 3 ] [ 4 ] GASPACS был первым в мире CubeSat, полностью разработанным студентами бакалавриата, а также первым в мире CubeSat, использовался Raspberry Pi Zero. в котором в качестве бортового компьютера [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Обзор
[ редактировать ]GASPACS представлял собой CubeSat высотой 1U, то есть его размеры составляли 10 на 10 на 10 сантиметров (3,9 дюйма). [ 9 ] [ 10 ] Основной задачей GASPACS было развернуть и сфотографировать надувную аэродинамическую стрелу длиной 1 метр (39 дюймов). [ 3 ] Этот первый в своем роде нестандартный «АэроБум» был разработан студентами команды ГАЗ УрГУ. [ 11 ] [ 4 ] AeroBoom был разработан как альтернатива стабилизации гравитационного градиента для космических кораблей, использующих пассивное управление ориентацией на низкой околоземной орбите или другие активные формы управления ориентацией, такие как магниторкеры или реактивные колеса . [ 4 ] [ 12 ] AeroBoom работал аналогично перьям стрелы. Молекулы воздуха в верхних слоях атмосферы Земли ударили по AeroBoom, вызвав стабилизирующий момент. [ 13 ] [ 10 ] Вторичной целью GASPACS было измерение и анализ поведения ориентации, чтобы убедиться, что AeroBoom обеспечивает пассивное управление ориентацией. [ 12 ]
GASPACS был выбран и спонсирован НАСА в рамках программы запуска CubeSat в 2014 году. [ 14 ] Контракт CSLI предоставил услуги по запуску GASPACS.
GASPACS был доставлен в Nanoracks 23 сентября 2021 года. [ 15 ] 21 декабря 2021 года GASPACS был запущен к Международной космической станции на борту SpaceX CRS-24 в рамках миссии НАСА ELaNa 38 . [ 13 ] [ 16 ] [ 17 ] Месяц спустя, 26 января 2022 года, GASPACS был развернут с МКС с помощью развертывателя Nanoracks CubeSat Deployer американскими астронавтами Раджей Чари и Томасом Маршберном . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
НАСА требует, чтобы все CubeSats, развернутые с МКС, ждали не менее 30 минут после развертывания, прежде чем начать загрузку и начать свою миссию. По истечении этого необходимого времени GASPACS автономно загрузился и развернул свои антенны. [ 9 ] Через 47 минут после развертывания наземной станции в Токио Япония зафиксировала первое успешное наблюдение маяков GASPACS. [ 21 ] [ 22 ] [ 9 ] Эти маяки включали идентификатор AX.25 , а также звуковой маяк. Звуковой сигнал состоял из позывного спутника N7GAS, записанного азбукой Морзе , за которым следовала цифровая версия «Шотландца», духовной песни УрГУ. [ 18 ] [ 23 ] [ 24 ]
Через 18 часов после развертывания с МКС GASPACS пролетел над наземной станцией управления полетом, расположенной на территории кампуса УрГУ, и передал фотографию надутой стрелы спутника, подтвердив успех основной миссии. [ 6 ] В течение нескольких недель после развертывания несколько разделов данных о положении бортового акселерометра были переданы по нисходящей линии связи, что подтвердило эффективность механизма AeroBoom. [ 6 ]
Строительство ГАСПАКС
[ редактировать ]GASPACS был построен с использованием следующих компонентов: [ 6 ]
Малина Пи Ноль W
[ редактировать ]GASPACS был первым в мире спутником CubeSat, который использовал Raspberry Pi в качестве бортового компьютера. [ 13 ] [ 6 ] Pi отвечал за выполнение всех встроенных вычислений и выполнение сценариев Python, разработанных командой. [ 25 ] [ 7 ] Второстепенной миссией спутника была проверка жизнеспособности дешевых коммерческих микроконтроллеров, таких как Raspberry Pi. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
Модуль камеры Raspberry Pi 2
[ редактировать ]Камера Pi использовалась для подтверждения успешного развертывания AeroBoom. Через 18 часов после развертывания GASPACS передал первую фотографию, сделанную камерой, подтверждающую успешное развертывание бонового заграждения. GASPACS сделал несколько дополнительных фотографий, многие из которых включают Землю на заднем плане. [ 29 ] [ 30 ]
Плата пользовательского интерфейса
[ редактировать ]Коллектив УрГУ ГАЗ разработал собственную печатную плату . Эта трехуровневая печатная плата содержит все основные электрические компоненты. Датчики включают акселерометр, магнитометр и УФ-датчик. [ 6 ] На печатной плате также находился робот DF Beetle. [ 31 ] Этот Жук действовал как сторожевой пес, следя за правильной работой Raspberry Pi. «Жук» контролировал Pi на частоте 0,25 Гц, чтобы обнаружить неисправности, вызванные радиацией . В случае неисправности Beetle автоматически выключал Pi, а затем снова включал его. Этот процесс был разработан, чтобы вернуть в нормальное состояние любые нарушения, вызванные радиацией. [ 32 ] Еще одним компонентом, включенным в интерфейсную плату, был специальный механизм сжигания проволоки, используемый для развертывания AeroBoom. [ 33 ]
Компоненты ЭндуроСат
[ редактировать ]GASPACS включил EnduroSat множество компонентов в свою шину . Система электропитания EnduroSat включала батарею и заряжалась от солнечных батарей, в состав которых входили датчики Солнца и датчики температуры. GASPACS также содержал приемопередатчик EnduroSat и антенну для связи, а также их конструкцию высотой 1U. [ 30 ] [ 6 ]
Полезная нагрузка AeroBoom
[ редактировать ]Полезной нагрузкой GASPACS был AeroBoom. [ 10 ] AeroBoom состоял из слоя поливинилиденфторидного пластика, находящегося под давлением воздуха 2,2 фунта на квадратный дюйм. Эта трубка была заключена в рукав из плетеного стекловолокна. Самый внешний слой AeroBoom представлял собой последний рукав из фторированного этиленпропиленового пластика. [ 15 ] Воздух внутри AeroBoom сжимался при достижении космического вакуума и удерживался внутри специально разработанного ящика AeroBoom с помощью лески до момента развертывания AeroBoom. [ 33 ] Чтобы развернуть AeroBoom, GASPACS пропустил ток через цепь из нихромовой проволоки. Нихром нагрелся, прожег леску и выпустил АэроБум. [ 33 ] [ 34 ]
Статус миссии
[ редактировать ]присвоило Командование воздушно-космической обороны Северной Америки GASPACS номер NORAD ID 51439. [ 35 ]
Через три дня после развертывания, 29 января 2022 года, GASPACS столкнулся с серьезной неудачей, когда на Y-канале пропало питание. Это привело к значительному снижению доступной мощности. GASPACS перешел в постоянный цикл зарядки, заряжая оставшиеся солнечные панели в течение примерно шести часов, прежде чем достигнет мощности, необходимой для повторного включения. После загрузки GASPACS оставался включенным примерно час, а затем выключался из-за низкого энергопотребления и повторял цикл. Этот непрерывный цикл включения питания значительно сократил количество данных, которые GASPACS мог передать на Землю. [ 6 ]
6 мая 2022 года была подтверждена потеря Z-канала. Это еще раз резко снизило доступную мощность GASPACS. Несмотря на это, GASPACS продолжал включаться, когда это было возможно, и наземные операторы смогли получить несколько пакетов телеметрических данных, фотоданных и маяков AX.25.
Спутник сошел с орбиты 22 мая 2022 года. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «ГАСПАКС» . N2YO.com . 22 мая 2022 г. Проверено 25 мая 2022 г.
- ^ Университет штата Юта. «GASPACS CubeSat | Проекты | ГАЗ | Физика» . www.usu.edu . Проверено 22 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «ELaNa 38 CubeSats: Маленькие спутники, оказывающие большое влияние - Космический центр Кеннеди» . blogs.nasa.gov . 17 декабря 2021 г. Проверено 6 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Золлингер, Джессика; Сойка, Ян (12 мая 2015 г.). «Высотная полезная нагрузка для разработки аэробалки CUBESAT (HAPCAD)» . Консорциум космических грантов штата Юта .
- ^ «Первый в мире CubeSat на базе Raspberry Pi отмечает рекордную орбиту» . Малина Пи . 22 июня 2022 г. Проверено 26 июня 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час СВС (15 марта 2022 г.). «Первый в мире спутник на базе Raspberry Pi» . Умная домашняя сцена . Проверено 6 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б « Куб Борга» Raspberry Pi отправляется в космос» . Pocketmags.com . Проверено 22 мая 2022 г.
- ^ Стефанич, Логан; 5 июня, KSL com | Опубликовано-; Вечер 2022 года, 17:49. « Это безумие»: Спутник, построенный студентами УрГУ, завершает космическую миссию» . www.ksl.com . Проверено 7 июня 2022 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б с Университет штата Юта (26 января 2022 г.). «Космический университет Юты: спутник команды GAS успешно развернут с МКС» . Штат Юта сегодня . Проверено 8 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Построено студентами: студенты УрГУ завершили спонсируемый НАСА проект малого спутника , получено 22 мая 2022 г.
- ^ Сойка, Ян; Команда, специальный выпуск «Уйди» (08 мая 2017 г.). «HAPCAD, прототип для развертывания аэробалки GASPACS» . Консорциум космических грантов штата Юта .
- ^ Перейти обратно: а б «ГАСПАКС» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 22 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Стефанич, Логан; 23 декабря, KSL com | Опубликовано-; Утро 2021 года, 7:16. « «Нет предела» для команды студентов УрГУ, отправившей спутник в космос» . www.ksl.com . Проверено 6 апреля 2022 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ «ИНИАТИВА ЗАПУСКА CUBESAT [ sic ] РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ» (PDF) .
- ^ Перейти обратно: а б Университет штата Юта. «GASPACS CubeSat | Проекты | ГАЗ | Физика» . www.usu.edu . Проверено 6 апреля 2022 г.
- ^ «CSLI - Миссия по пополнению грузов SpaceX 24» . blogs.nasa.gov . 17 декабря 2021 г. Проверено 21 мая 2022 г.
- ^ «Четырнадцать полезных грузов со всего мира достигли МКС» . Нанораксы . 23 декабря 2021 г. Проверено 21 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Спутник, построенный студентами УрГУ, запущен с Международной космической станции» . KSLTV.com . 27 января 2022 г. Проверено 6 апреля 2022 г.
- ^ Крэбтри, Мэтт (2 февраля 2022 г.). «Спутник, созданный командой студентов УрГУ, успешно выведен в космос» . Вестник журнала . Проверено 8 апреля 2022 г.
- ^ Эджи в космосе: специальный спутник УрГУ для побега, развернутый с Международной космической станции , получено 22 мая 2022 г.
- ^ «Сеть SatNOGS — наблюдение 5364832» . network.satnogs.org . Проверено 6 апреля 2022 г.
- ^ «Raspberry Pi Zero обеспечивает космическую миссию CubeSat» . Малина Пи . 09.03.2022 . Проверено 6 апреля 2022 г.
- ^ «Спутник, построенный студентами УрГУ, разворачивается с Международной космической станции и выходит на орбиту Земли» . UPR Общественное радио штата Юта . 31 января 2022 г. Проверено 8 апреля 2022 г.
- ^ Информация о связи GASPACS CubeSat , УрГУ «Get Away Special», 18 марта 2022 г. , получено 8 апреля 2022 г.
- ^ CubeWorks , УрГУ "Get Away Special", 17 марта 2022 г. , получено 8 апреля 2022 г.
- ^ Мохика Десена, Джон (12 апреля 2018 г.). «Порог радиационного повреждения спутниковых COTS-компонентов: Raspberry Pi Zero для OPAL CubeSat» . Студенческий научно-исследовательский симпозиум .
- ^ Тунг, Лиам. «Крошечный Raspberry Pi Zero обеспечивает работу этого мини-спутника» . ЗДНет . Проверено 8 апреля 2022 г.
- ^ «Первый в мире спутник с питанием от числа Пи завершает свою миссию - обзор Geek» . www.reviewgeek.com . Проверено 26 июня 2022 г.
- ^ «Спутник УрГУ разворачивается с Международной космической станции после 10 лет разработки» . ABC4 Юта . 16 апреля 2022 г. Проверено 22 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Поздравляем Университет штата Юта» . CubeSat от EnduroSat . 08 февраля 2022 г. Проверено 22 мая 2022 г.
- ^ «Первый в мире спутник на базе Pi демонстрирует устойчивость Raspberry Pi — DFRobot» . www.dfrobot.com . Проверено 26 июня 2022 г.
- ^ «CubeWorks/сторожевой таймер на ведущем устройстве · SmallSatGasTeam/CubeWorks» . Гитхаб . Проверено 22 мая 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Гардинер, Джеймс (4 мая 2015 г.). «Пригодность кусачек для никель-хромовой проволоки в качестве развертываемых механизмов освобождения на спутниках CubeSat на низкой околоземной орбите» .
- ^ Бхаттараи, Шанкар; Давай, Джи-Сон; О, Хён Ун (16 июля 2021 г.). «Экспериментальная платформа CanSat для функциональной проверки механизмов удержания и отпускания проволоки на основе горения» . Аэрокосмическая промышленность . 8 (7): 192. Бибкод : 2021Аэрос...8..192Б . doi : 10.3390/aerospace8070192 . ISSN 2226-4310 .
- ^ «Технические детали спутникового ГАСПАКС» . N2YO.com — Спутниковое отслеживание и прогнозы в реальном времени . Проверено 10 мая 2022 г.