АСТЕР (космический корабль)

АСТЕР
Тип миссии	Технологии, разведка
Оператор	Бразильское космическое агентство (АЕБ)
Продолжительность миссии	Круизная фаза: 1,8 года. ; Фаза науки: 4 месяца
Свойства космического корабля
Космический корабль	АСТЕР
Автобус	МетНет
Производитель	Бразильское космическое агентство и его бразильские партнеры
Стартовая масса	150 кг (330 фунтов), включая 66 кг (146 фунтов) ксенонового топлива
Сухая масса	89 кг (196 фунтов)
Масса полезной нагрузки	30 кг (66 фунтов)
Власть	2,1 кВт
Начало миссии
Дата запуска	июнь 2025 г.
астероида 2001 SN 263 Орбитальный аппарат
Орбитальное введение	Сентябрь 2027 г.
Инструменты
	Камера формирования изображений, лазерный дальномер , инфракрасный спектрометр , радар с синтезированной апертурой , масс-спектрометр.

ASTER — это запланированная космическая миссия, разрабатываемая Бразильским космическим агентством , которая запустит космический корабль на орбиту околоземного объекта, известного как (153591) 2001 SN 263 , тройную астероидную систему. Запуск запланирован на 2025 год, встреча состоится в 2024/2027 году. ^{[ 2 ]}

По данным де Брума и др. 2021, ^{[ 4 ]} запуск запланирован на июнь 2022 года (прибытие астероида в декабре 2024 года) или июнь 2025 года (прибытие в сентябре 2027 года).

Обзор

Бразилия продвигает STEM в своих университетах и технологических отраслях, участвуя в первой бразильской миссии в дальний космос и разрабатывая всю полезную нагрузку научных приборов, системы управления ориентацией и навигации, а также солнечные электрические двигатели . ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Первоначально миссия планировалась в 2010 году, запуск запланирован на 2014 год. ^{[ 7 ]} затем перенесли на 2015 год, ^{[ 3 ]}^{[ 6 ]} до 2020 года, ^{[ 1 ]} и в настоящее время запланирован к запуску в 2022/2025 году. ^{[ 2 ]} По состоянию на 2017 год предполагаемый бюджет составляет 60 миллионов долларов США. ^{[ 1 ]}

Космический корабль спроектирован на основе небольшого российско-финского космического корабля MetNet. ^{[ 1 ]} с общей заправленной массой 150 кг (330 фунтов). ^{[ 2 ]}^{[ 6 ]} Космический корабль оснащен четырьмя солнечными электрическими двигателями, разработанными в Бразилии. Двигатели представляют собой двигатели на эффекте Холла, питаемые солнечными панелями из арсенида галлия и способными генерировать мощность до 2,1 кВт. ^{[ 3 ]} Из этого 110 Вт будет доступно научным приборам. ^{[ 2 ]}

Целью является 2001 SN 263 , тройная астероидная система в группе астероидов Амор . Руководителями миссии ASTER являются Антонио Хиль Висенте де Брум, Марсело Ассафин, Флавио К. Крус и Альваро Альберто Кукколо. ^{[ 3 ]}

Цели

Основная цель проекта ASTER — продвигать науку, технологии, инженерию и математику (STEM) в своих университетах и технологических отраслях путем участия в первой бразильской миссии в дальний космос. ^{[ 5 ]} С 2010 года Бразилия занимается разработкой необходимых научных приборов, систем ориентации и навигации. ^{[ 3 ]} а также новый солнечный электрический двигатель с пониженным потреблением энергии.

Научные цели включают измерения объемных свойств тройной системы астероидов (размер, форма, объем, плотность, динамика, состояние вращения и скорость вращения), внутренних свойств (структура, распределение массы, гравитационное поле) и свойств поверхности (минеральные состав, морфология, элементный состав). ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}

ASTER может провести астробиологический эксперимент для определения жизнеспособности некоторых избранных микроорганизмов в глубоком космосе, а также измерить плазменную среду глубокого космоса вдоль траектории. ^{[ 5 ]}

Научная полезная нагрузка

Научная полезная нагрузка массой 30 кг (66 фунтов) состоит из: ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Imaging Camera — мультиспектральная камера с широким и узким диапазоном частот.
Лазерный дальномер , называемый лазерным дальномером ASTER (ALR), составит карту поверхности и текстуры целевых астероидов, а также выполнит геодезические и геофизические характеристики с точностью до 10 м. Его масса <5 кг, а необходимая мощность <20 Вт. ^{[ 3 ]}
Инфракрасный спектрометр для определения состава поверхности.
Масс-спектрометр для определения состава поверхности астероида.
Радар с синтезированной апертурой (SAR) для создания двумерных изображений или трехмерных реконструкций астероидов.
Вдоль траектории могут быть проведены некоторые микробиологические эксперименты для измерения выживаемости микроорганизмов в глубоком космосе.

Солнечная электрическая двигательная установка

Двигатель Холла с постоянными магнитами (ПМХТ) ^{[ 2 ]}	Единицы
Дизайнер	Университет Бразилиа
Количество подруливающих устройств	4 (два запасных)
Питание от солнечных батарей	Средняя: 2,0 кВт ^{[ 3 ]}
Потребляемая мощность	450 Вт на подруливающее устройство
Толкать	40 мН на подруливающее устройство
Удельный импульс ( I _sp )	2300 секунд
Размеры подруливающего устройства	Диаметр: 15 см (5,9 дюйма) Длина: 10 см (3,9 дюйма) Масса: 4,5 кг (9,9 фунта)
Порох	66 кг (146 фунтов) ксенона

Космический корабль оснащен солнечно-электрической силовой установкой, основанной на двигателе на эффекте Холла . Двигатель был разработан Лабораторией физики плазмы Университета Бразилиа (LFP-UnB). Инженеры создали модификацию, в которой используется набор постоянных магнитов для создания радиального магнитного поля внутри плазменного канала двигателя для ускорения ионов топлива ксенона и создания тяги. Стендовые испытания в вакууме показывают, что использование постоянных магнитов снижает потребление электроэнергии на 30%, что позволяет использовать солнечные панели меньшего размера и легче. ^{[ 2 ]} Бразильские инженеры назвали его двигателем Холла с постоянными магнитами, или PMHT. ^{[ 2 ]}

В архитектуре космического корабля планируется установить четыре плазменных двигателя PMHT, два из которых будут запасными. Все четыре двигателя, работающие одновременно, производят 160 мН, хотя миссия ASTER может выполняться с тягой в интервале от 80 до 120 мН суммарной тяги. ^{[ 2 ]}

Космический корабль будет запущен на низкую околоземную орбиту (высота около 400 км), где он затем будет использовать плазменные двигатели для увеличения скорости и поднятия своей эллиптической орбиты до тех пор, пока он не достигнет скорости убегания для гелиоцентрического перехода к астероиду. Было проведено сложное моделирование, чтобы определить методы безопасного выхода на орбиту тройной системы на близком расстоянии. ^{[ 8 ]}

Целевая система астероидов

Тройная астероидная система SN 2001 SN ₂₆₃ представляет собой углеродистый астероид ( астероид C-типа ) из группы астероидов Амор . ^{[ 5 ]} Такие астероиды содержат ключ к разгадке начальных этапов формирования планет, а также происхождения воды и абиогенеза на Земле. ^{[ 5 ]} Основное центральное тело представляет собой объект неправильной формы диаметром около 2,8 км, а два других — небольшие объекты диаметром 1,1 км и 0,4 км. ^{[ 2 ]}^{[ 6 ]}

См. также

Список малых планет и комет, посещенных космическими кораблями

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рассмотрен план ALR, лазерного дальномера для миссии ASTER в дальний космос к тройному астероиду 2001-SN263 . АГВ де Брум, ФК да Круз. XVIII Бразильский коллоквиум по орбитальной динамике (2016). Физический журнал : Конф. Серия 911 (2017) дои : 10.1088/1742-6596/911/1/012016
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ФЕРРЕЙРА, Хосе Леонардо; МАРТИНС, Александр А.; МИРАНДА, Родриго Андрес; ОК, Хелберт-младший; СИЛЬВА, Альваро QDR; ФЕРРЕЙРА, Иван Соарес; Суханов, Александр; Зима, Отон Кабо (октябрь 2017 г.). Разработка солнечной электрической двигательной установки для первой бразильской миссии в глубокий космос (PDF) . 35-я Международная конференция по электродвижению. Технологический институт Джорджии . МЭПК-2017-166. Архивировано (PDF) из оригинала 4 августа 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Предварительный план разработки ALR, лазерного дальномера для миссии ASTER в дальнем космосе к астероиду SN263 2001 года (в архиве) . (PDF) Антонио Хиль Висенте де Брум. 2011. два : 10.5028/jatm.2011.03033611
^ де Брум, Антонио Г.В.; Хуссманн, Хауке; Викхузен, Кай; Старк, Александр (01 января 2021 г.). «Траектории встречи космического корабля ASTER с тройным околоземным астероидом 2001-SN263. Точка зрения лазерного высотомера (ALR)». Достижения в космических исследованиях . 67 (1): 648–661. Бибкод : 2021AdSpR..67..648D . дои : 10.1016/j.asr.2020.10.042 . ISSN 0273-1177 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ASTER: Бразильская миссия на астероид. (PDF) OC Winter, EEN Macau, H. de Campos Velho, V. Carruba1 и научно-техническая группа ASTER по полезной нагрузке.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Миссия ASTER: первое исследование астероида тройной системы. (PDF) Эльберт Э.Н. Макао, Отон Винтер, Харольдо Фрага де Кампос-Велью. Январь 2011 г.
^ Миссия ASTER: первая бразильская миссия в глубокий космос, запуск которой запланирован на 2014 год. Проект Aster: полет к околоземному астероиду. А.А. Суханов, HF DE C. Velho, EE Macau, OC Winter. Космические исследования , 2010, Том. 48, № 5, стр. 443–450.
^ Миссия ASTER: Области стабильности вокруг тройного астероида 2001 SN263 . (PDF) Winter OC, Araujo RAN, AFBA Meadow, А. Суханов. 2011 год

[J_of_Phys_2017-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рассмотрен план ALR, лазерного дальномера для миссии ASTER в дальний космос к тройному астероиду 2001-SN263 . АГВ де Брум, ФК да Круз. XVIII Бразильский коллоквиум по орбитальной динамике (2016). Физический журнал : Конф. Серия 911 (2017) дои : 10.1088/1742-6596/911/1/012016

[ASTER_ion_engines_2017-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ФЕРРЕЙРА, Хосе Леонардо; МАРТИНС, Александр А.; МИРАНДА, Родриго Андрес; ОК, Хелберт-младший; СИЛЬВА, Альваро QDR; ФЕРРЕЙРА, Иван Соарес; Суханов, Александр; Зима, Отон Кабо (октябрь 2017 г.). Разработка солнечной электрической двигательной установки для первой бразильской миссии в глубокий космос (PDF) . 35-я Международная конференция по электродвижению. Технологический институт Джорджии . МЭПК-2017-166. Архивировано (PDF) из оригинала 4 августа 2022 г.

[jatm_2011-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Предварительный план разработки ALR, лазерного дальномера для миссии ASTER в дальнем космосе к астероиду SN263 2001 года (в архиве) . (PDF) Антонио Хиль Висенте де Брум. 2011. два : 10.5028/jatm.2011.03033611

[4] де Брум, Антонио Г.В.; Хуссманн, Хауке; Викхузен, Кай; Старк, Александр (01 января 2021 г.). «Траектории встречи космического корабля ASTER с тройным околоземным астероидом 2001-SN263. Точка зрения лазерного высотомера (ALR)». Достижения в космических исследованиях . 67 (1): 648–661. Бибкод : 2021AdSpR..67..648D . дои : 10.1016/j.asr.2020.10.042 . ISSN 0273-1177 .

[2012_LPI_abstract-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ASTER: Бразильская миссия на астероид. (PDF) OC Winter, EEN Macau, H. de Campos Velho, V. Carruba1 и научно-техническая группа ASTER по полезной нагрузке.

[Macau-Winter_2011-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Миссия ASTER: первое исследование астероида тройной системы. (PDF) Эльберт Э.Н. Макао, Отон Винтер, Харольдо Фрага де Кампос-Велью. Январь 2011 г.

[7] Миссия ASTER: первая бразильская миссия в глубокий космос, запуск которой запланирован на 2014 год. Проект Aster: полет к околоземному астероиду. А.А. Суханов, HF DE C. Velho, EE Macau, OC Winter. Космические исследования , 2010, Том. 48, № 5, стр. 443–450.

[Winter_2011-8] Миссия ASTER: Области стабильности вокруг тройного астероида 2001 SN263 . (PDF) Winter OC, Araujo RAN, AFBA Meadow, А. Суханов. 2011 год

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]