Марс Куб Один
 Визуализация двух космических кораблей MarCO в ретрансляторе связи. | |
| Тип миссии | Тест реле связи Облет Марса |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| Веб-сайт | www |
| Продолжительность миссии | МАРКО А: 7 месяцев и 30 дней. МАРКО Б: 7 месяцев и 24 дня |
| Свойства космического корабля | |
| Тип космического корабля | 6U КубСат |
| Производитель | Лаборатория реактивного движения |
| Стартовая масса | 13,5 кг (30 фунтов) каждый [1] |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 5 мая 2018 г. , 11:05 UTC [2] |
| Ракета | Atlas V 401 |
| Запуск сайта | База ВВС Ванденберг SLC-3E |
| Подрядчик | Объединенный стартовый альянс |
| Конец миссии | |
| Утилизация | Заброшенный на солнечной орбите |
| Объявлено | 2 февраля 2020 г. |
| Последний контакт | MarCO-A: 4 января 2019 г. [3] MarCO-B: 29 декабря 2018 г. [3] |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | гелиоцентрический |
| Облет Марса | |
| Ближайший подход | 26 ноября 2018 г., 19:52:59 UTC |
| Расстояние | 3500 км (2200 миль) [4] |
 | |
Mars Cube One (или MarCO ) — миссия по облету Марса , запущенная 5 мая 2018 года вместе с НАСА марсианским посадочным модулем InSight . [5] Он состоял из двух нанокосмических кораблей, MarCO-A и MarCO-B с Землей в режиме реального времени , которые обеспечивали связь InSight во время его входа, спуска и посадки (EDL) 26 ноября 2018 года, когда InSight находился вне прямой видимости с космического корабля. Земля. [6] Оба космических корабля представляли собой кубсаты высотой 6U , предназначенные для тестирования миниатюрных технологий связи и навигации. Это были первые CubeSat, работавшие за пределами околоземной орбиты, и помимо телекоммуникаций они также проверяли выносливость CubeSat в глубоком космосе. 5 февраля 2019 года НАСА сообщило, что к 5 января 2019 года оба спутника CubeSat замолчали и вряд ли о них снова услышат. [3] В августе 2019 года спутники CubeSat были удостоены награды за успешную посадку посадочного модуля InSight на Марс. [7]
повторно Посадочный модуль InSight передал свои телеметрические данные во время приземления, что продемонстрировало новую ретрансляционную систему и технологию для будущего использования в миссиях к другим телам Солнечной системы. Это обеспечило альтернативу орбитальным аппаратам для передачи информации и достигло порога развития технологий.
После того, как спутники MarCO замолчали в январе 2019 года, существовал шанс, что связь со спутниками может быть восстановлена во второй половине 2019 года, когда спутники переместится в более благоприятное место в космосе. НАСА начало кампанию по установлению связи со спутниками в сентябре 2019 года. Попытки установить связь оказались безуспешными, и 2 февраля 2020 года НАСА объявило, что миссия Mars Cube One официально завершилась. [8]
Обзор
[ редактировать ]Mars Cube One — первый космический корабль, построенный по форме CubeSat , который может работать за пределами околоземной орбиты для миссий в дальний космос. КубСаты состоят из небольших компонентов, которые желательны по нескольким причинам, включая низкую стоимость конструкции. [9] быстрая разработка, простые системы и простота развертывания на низкой околоземной орбите . Они использовались для многих исследовательских целей, в том числе: биологических исследований, картографических миссий и т. д. Технология CubeSat была разработана Калифорнийским политехническим государственным университетом и Стэнфордским университетом с целью быстрых и простых проектов, которые позволили бы студентам использовать эту технологию. . Их часто упаковывают как часть полезной нагрузки для более крупных миссий, что делает их еще более экономически эффективными. [10]
Два космических корабля Mars Cube One идентичны, официально называются MarCO-A и MarCO-B и были запущены вместе в целях резервирования; инженеры Лаборатории реактивного движения прозвали их ВАЛЛ-И и ЕВОЙ в честь главных героев мультфильма ВАЛЛ-И . [11] [12] Стоимость миссии MarCO составила 18,5 миллионов долларов США. [13]
Инженеры MarCO из JPL рассматривают пролет Марса как демонстрацию технологий, которая может привести к еще большему количеству недорогих целевых миссий малых спутников за пределами орбиты Земли. [14] Наблюдая за эффективностью миссии MarCO, НАСА предложило потратить больше денег на CubeSats в качестве дополнения к многомиллиардным проектам, которые иногда откладываются на годы. [15]
Запуск и круиз
[ редактировать ]Запуск Mars Cube One осуществлялся программой НАСА Launch Services Program . Запуск был запланирован на 4 марта 2016 года на Atlas V 401. [16] но миссия была отложена до 5 мая 2018 года из-за серьезного провала испытаний научного прибора InSight . [17] Ракета Atlas V запустила космический корабль вместе с InSight , затем вскоре после запуска два MarCO разделились, чтобы полететь по собственной траектории к Марсу. [18] для проверки выносливости и навигации CubeSats в глубоком космосе. [19] [20]
На этапе полета два космических корабля находились на расстоянии около 10 000 км (6 200 миль) от InSight с обоих флангов в целях безопасности, а по мере приближения трех космических кораблей к Марсу расстояние сокращалось. [13] Ближайшее расстояние полета к Марсу составляло 3500 км (2200 миль). [4]
Цели
[ редактировать ]
Основная миссия MarCO — тестирование новых миниатюрных технологий связи и навигации. Они смогли обеспечить ретрансляцию связи в режиме реального времени, пока посадочный модуль InSight находился на этапе входа, спуска и посадки (EDL). [22]
Космические корабли MarCO были запущены парой (названными ВАЛЛ-И и ЕВА в честь героев фильма ) для дублирования и летали по обе стороны от InSight . Хотя вокруг Земли имеется большое количество CubeSat, Mars Cube One — первая миссия CubeSat, вышедшая за пределы околоземной орбиты. Это позволило собирать уникальные данные за пределами атмосферы и орбиты Земли. Помимо использования в качестве ретрансляторов связи, они также проверили надежность компонентов CubeSat и навигационные возможности в глубоком космосе. Вместо того, чтобы ждать несколько часов, пока информация будет передана обратно на Землю непосредственно с посадочного модуля InSight , MarCO, таким образом, передала критически важные данные EDL немедленно (с учетом только 8-минутного времени передачи Марс-Земля) после завершения приземления. [23] [22] [24] Информация, отправленная на Землю, включала изображение сделанное InSight сразу после приземления посадочного модуля. марсианской поверхности, [25] [26]
Без MarCO CubeSats InSight передавал бы информацию о полете на Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), который передает информацию не так быстро. Видя уже существующие трудности со связью с наземным управлением в особо рискованных ситуациях, различные команды решили пересмотреть способ передачи данных обратно на Землю. Предыдущие миссии отправляли данные непосредственно на Землю после приземления или на близлежащие орбитальные аппараты, которые затем передавали информацию. [22] Будущие миссии, возможно, больше не будут полагаться на эти методы, поскольку CubeSats сможет улучшить передачу данных в режиме реального времени, а также снизить общую стоимость миссии. [18]
Конструкция и компоненты
[ редактировать ]Проект включает в себя два ретрансляционных спутника CubeSat, построенных Лабораторией реактивного движения НАСА, имеющих размеры 6U (10×20×30 см). Ограничивающим фактором для разработки CubeSats является то, что все необходимые компоненты должны помещаться в корпус спутника. Он должен содержать антенну, авионику для управления спутником, двигательную установку, силовую установку и полезную нагрузку. [22]
Реле данных
[ редактировать ]На борту двух CubeSat находится сверхвысокочастотная ( УВЧ ) антенна с круговой поляризацией . Информация EDL от InSight передавалась через диапазон УВЧ со скоростью 8 кбит/с на CubeSats и одновременно ретранслировалась на частоту X-диапазона со скоростью 8 кбит/с на Землю. [22] MarCO использовала развертываемую солнечную панель для питания, но из-за ограничений эффективности солнечной панели мощность для частоты X-диапазона может составлять всего около 5 Вт.
Чтобы CubeSat мог передавать информацию, им нужна антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA), которая надежна, соответствует массовым характеристикам, имеет низкую сложность и доступна по цене. Антенна с высоким коэффициентом усиления ( направленная антенна ) — это антенна с сфокусированным узким радиоволновым лучом . Были оценены три возможных типа: стандартная микрополосковая патч-антенна , отражающая решетка и сетчатый отражатель. Благодаря небольшому плоскому размеру, необходимому для CubeSat, тип антенны с отражающей решеткой отвечал всем потребностям миссии. Компонентами отражающей решетки HGA являются три сложенные панели, корневой шарнир, который соединяет крылья с корпусом CubeSat, четыре шарнира крыла и механизм освобождения проволоки. Антенные панели должны выдерживать изменения температуры на протяжении всей миссии, а также вибрации во время развертывания. [22] MarCO передала критически важные данные EDL сразу после приземления. [23] [25] Эти сигналы прибыли на Землю восемь минут спустя.
Движение
[ редактировать ]Двигательная установка включает восемь двигателей на холодном газе , которые контролируют траекторию, и систему управления реакцией для регулировки их положения (3D-ориентация). [27] На пути к правильному пункту назначения двигательная установка внесла пять небольших корректировок, чтобы гарантировать, что два небольших космических корабля находятся на правильной траектории. [28] Небольшие изменения траектории на ранних этапах развертывания миссии не только экономили топливо, но и пространство, которое могло бы занять любое дополнительное топливо, тем самым сохраняя объем для других важных компонентов внутри космического корабля. У MarCO-B (ВАЛЛ-И) была утечка порохового газа почти с момента старта, но предварительные оценки показали, что его достаточно для завершения миссии. [13]
Завершив свою основную миссию, небольшой космический корабль продолжит движение по эллиптической орбите вокруг Солнца. Инженеры ожидали, что они продолжат работать еще пару недель после прохождения орбиты Марса, в зависимости от того, как долго прослужит их топливо и электроника. [13]
Марко Кубесат показывает развернутую антенну Reflectarray.
Летное оборудование Mars Cube One (в сложенном виде)
Обзор спутника Марко после разворачивания
Иллюстрация задачи реле MarCO
Связь, навигация и визуализация
[ редактировать ]Каждый MarCO оснащен радиоприемником размером с мяч для софтбола, который используется для связи с землей в X-диапазоне, для получения данных от InSight с использованием УВЧ и для сбора измерений слежения для навигации. Их система ориентации оснащена звездным трекером , который используется для определения ориентации космического корабля. [1] [29] Кроме того, каждый MarCO оснащен миниатюрной широкоугольной камерой, которая используется для проверки развертывания и получения изображений для информационно-пропагандистской работы. [30] [1]
Подобные миссии за пределами околоземной орбиты
[ редактировать ]Миссия Artemis 1 на Луну содержала 10 спутников CubeSat в качестве дополнительной полезной нагрузки. Каждый CubeSat был разработан отдельной командой с разными целями. [31] В другой миссии LICIA CubeSat был запущен с помощью испытательного зонда двойного перенаправления астероидов , запущенного в ноябре 2021 года. LICIA помогала DART, отслеживая его столкновение с астероидом. [32]
См. также
[ редактировать ]
- Любопытство Марсоход
- Deep Space 2 , еще один контрейлерный зонд на Марс
- Исследование Марса
- ЭкзоМарс , орбитальный аппарат и вездеход
- Марс 3
- Марсоход для исследования Марса
- Марс-Экспресс Орбитальный аппарат
- Марсианский разведывательный орбитальный аппарат
- Марсианская научная лаборатория
- Марс Одиссея 2001 Орбитальный аппарат
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Пресс-кит по запуску Mars InSight . НАСА, 2018.
- ^ Кларк, Стивен (9 марта 2016 г.). «Марсианский спускаемый аппарат InSight избегает отмены, его запуск запланирован на 2018 год» . Космический полет сейчас . Проверено 9 марта 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Хорошо, Эндрю; Вендел, ДжоАнна (4 февраля 2019 г.). «За Марсом космический корабль Mini MarCO замолкает» . Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 5 февраля 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б MarCO: Планетарные кубсаты становятся реальностью . Ван Кейн, Планетарное общество . 8 июля 2015 г.
- ^ Стирон, Шеннон (18 марта 2019 г.). «Космос очень большой. Некоторые из его новых исследователей будут крошечными. - Успех миссии НАСА MarCO означает, что так называемые кубсаты, вероятно, отправятся в отдаленные уголки нашей солнечной системы» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 марта 2019 г.
- ^ Асмар, Сами; Матоусек, Стив (20 ноября 2014 г.). «Mars Cube One (MarCO) — первая планетарная миссия CubeSat» (PDF) . Лаборатория реактивного движения . Архивировано из оригинала (PDF) 25 января 2017 года . Проверено 27 мая 2015 г.
- ^ Хорошо, Эндрю; Джонсон, Алана (9 августа 2019 г.). «MarCO получает «Оскар» за крошечный космический корабль» . НАСА . Проверено 10 августа 2019 г.
- ^ «Покойся с миром, MarCO! Первые в мире кубспутники на Марс исчезли навсегда» . Space.com . 28 февраля 2020 г.
- ^ Хотц, Роберт Ли (22 ноября 2018 г.). «Направляемся на Марс – большой эксперимент с крошечными спутниками: CubeSats размером с портфель, обычно используемые на орбите Земли, совершают межпланетное путешествие» . Уолл Стрит Джорнал .
К Марсу быстро приближаются два самых маленьких и самых дешевых космических корабля, когда-либо пересекавших между планетами, в авангарде того, что, как надеются американские и европейские разработчики спутников, однажды станет стаей крошечных зондов, бороздящих Солнечную систему.
- ^ Хэнд, Эрик (10 апреля 2015 г.). «Мыслить внутри коробки» . Наука . 348 (6231): 176–177. дои : 10.1126/science.348.6231.176 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 25859027 .
- ↑ Кубесат Марса НАСА «Валл-И» и «Ева» будет первым на другой планете . Элизабет Хауэлл, Космос . 1 мая 2018 года.
- ^ Первое изображение Марса НАСА со спутника CubeSat . Пресс-релиз Лаборатории реактивного движения. 22 октября 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Грядут большие испытания крошечных спутников, сопровождающих марсианский спускаемый аппарат . Марсия Данн, PhysOrg . 22 ноября 2018 г.
- ^ Уоллес, Марк (4 мая 2018 г.). «Малые спутники открывают путь к недорогому исследованию глубокого космоса: когда в эту субботу стартует следующая миссия НАСА на Марс, ее будут сопровождать два небольших спутника, которые могут изменить будущее освоения космоса» . Компания Фаст .
«Главный аспект MarCO заключается в том, что это действительно демонстрация технологий и рискованное предприятие, очень похожее на дух НАСА», — говорит [главный инженер MarCO Энди] Клеш. «Мы рассматриваем MarCO только как первую в длинной череде исследователей малых спутников. . . .'
- ^ Фернхольц, Тим (26 ноября 2018 г.). «Первые межпланетные кубспутники открывают путь к более дешевой космической науке» . Кварц .
- ^ «NASA Awards Контракт на оказание услуг по запуску миссии InSight» . НАСА . 19 декабря 2013 года . Проверено 11 декабря 2014 г.
- ^ «НАСА отменяет следующую миссию на Марс из-за утечки приборов» . Восхитительные новости . Ассошиэйтед Пресс. 22 декабря 2015 года . Проверено 22 декабря 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Марсианский куб-один (MarCO)» . jpl.nasa.gov .
- ^ Передовые концепции CubeSat JPL для межпланетных научных и исследовательских миссий . (PDF). Сара Спанжело, Джули Кастильо-Рогез, Энди Фрик, Энди Клеш, Брент Шервуд. Семинар CubeSat 2015 . Август 2015.
- ^ Первые кубспутники НАСА для дальнего космоса говорят: «Поло!» . Новости НАСА. 6 мая 2018 г.
- ^ «Знакомьтесь с крошечным и невероятным героем посадки InSight на Марс» . Популярная механика . 29.11.2018 . Проверено 1 декабря 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Ходжес, Ричард Э. (21 февраля 2017 г.). «Развертываемая антенна с высоким коэффициентом усиления, предназначенная для Марса: разработка новой отражательной антенны со складными панелями для первой миссии CubeSat на Марс». Журнал IEEE «Антенны и распространение» . 59 (2): 39–49. Бибкод : 2017IAPM...59...39H . дои : 10.1109/MAP.2017.2655561 . S2CID 35388830 .
- ^ Перейти обратно: а б Команда НАСА InSight взяла курс на приземление на Марс. Новости НАСА. 21 ноября 2018 г.
- ^ Данн, Марсия (22 ноября 2018 г.). «Грядут большие испытания крошечных спутников, следующих за марсианским посадочным модулем» . Ассошиэйтед Пресс .
- ^ Перейти обратно: а б Миссия НАСА InSight триумфально приземлилась на Марсе . Ян О'Нил, журнал Scientific American . 26 ноября 2018 г.
- ^ Как НАСА узнает, когда InSight приземлится . Эндрю Гуд, Новости НАСА. 16 ноября 2018 г.
- ^ Двигательные системы VACCO-CubeSat . ВАККО . 2017.
- ^ «Два крошечных кубсата будут наблюдать за посадкой на Марс в 2016 году» . jpl.nasa.gov . 27 мая 2015 г.
- ^ MarCO - Марс Куб Один . Слайд-презентация. НАСА/Лаборатория реактивного движения. 28 сентября 2016 г.
- ^ Первое изображение Марса, сделанное НАСА со спутника CubeSat . Наука Дейли . 22 октября 2018 г.
- ^ Хэмблтон, Кэтрин (2 февраля 2016 г.). «Первый полет системы космического запуска НАСА для отправки в космос небольших научно-технических спутников» . НАСА.gov . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ^ Ченг, Энди (15 ноября 2018 г.). «Обновление миссии DART» (PDF) . НАСА . Проверено 14 января 2019 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
2018 в космосе |
|---|
