Спутник Корнелльского университета
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2011 г. ) |
| Имена | CUSat |
|---|---|
| Тип миссии | Демонстрация технологий |
| Оператор | Корнельский университет / AFRL |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2013-055Б |
| САТКАТ нет. | 39266 |
| Веб-сайт | На сайте Cornell.edu |
| Свойства космического корабля | |
| Производитель | Корнеллские космические системы |
| Стартовая масса | 40,82 кг (90,0 фунта) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 16:00, 29 сентября 2013 г. (UTC) |
| Ракета | Сокол 9 v1.1 |
| Запуск сайта | База ВВС Ванденберг |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрический |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
Спутник Корнелльского университета ( CUSat ) — это наноспутник , разработанный Корнелльским университетом и запущенный 29 сентября 2013 года. Он использовал новый алгоритм под названием « Дифференциальный GPS с фазой несущей » (CDGPS) для калибровки систем глобального позиционирования с точностью до 3 миллиметров. Эта технология может позволить нескольким космическим кораблям путешествовать в непосредственной близости. [1]
Проект CUSat начался в 2005 году и стал победителем университетской программы Nanosat-4 , целью которой является обучение будущих специалистов аэрокосмической отрасли и разработка новых космических технологий. В рамках этой программы CUSat завершил экологические испытания и другие аспекты окончательных ИТ-технологий на аэрокосмическом инженерном комплексе AFRL на базе ВВС Киртланд . CUSat работал с AFRL над завершением процесса SERB Министерства обороны в рамках подготовки к запуску в рамках программы космических испытаний . Спутник был запущен в качестве дополнительной полезной нагрузки для КАССИОПЫ на ракете SpaceX Falcon 9 29 сентября 2013 года. [2]
Детали операции
[ редактировать ]Космический сегмент изначально был спроектирован так, чтобы состоять из двух функционально идентичных спутников, которые будут запускаться вместе и разделяться на орбите в конфигурации «инспектор целей». На орбите CUSat будет использовать импульсные плазменные двигатели фазовую GPS-систему с субсантиметровой точностью с микротягой (PPT) и дифференциальную для навигации спутников с точностью до десяти метров друг от друга. Спутник-инспектор будет использовать камеры для сбора изображений целевого спутника при выполнении относительной навигации. Целевые спутниковые снимки будут передаваться на наземный сегмент , где они будут использоваться для реконструкции трехмерной модели для конечного пользователя.
Миссия была изменена после того, как один из сегментов был поврежден во время испытаний. Позже он состоял из одного спутника с несколькими антеннами, передающими данные друг другу. [3]
Оригинальный план
[ редактировать ]Фаза первая: запуск
[ редактировать ]CUSat запущен в качестве вторичной полезной нагрузки на ракете-носителе. Оказавшись на орбите и в правильном положении, CUSat отделился от ракеты-носителя, где начался второй этап — инициализация.
Этап второй: инициализация
[ редактировать ]Как только CUSat отделится от ракеты-носителя и войдет в фазу инициализации, он войдет в солнечное освещение, после чего космический корабль включится. Космический корабль вступит в контакт с Центром управления полетами в Корнелле через одну из нескольких наземных станций, указав свой статус. Затем космический корабль начнет оценивать скорость своего падения и при необходимости выполнит падение. После стабилизации CUSat начнет ввод в эксплуатацию. Операторы ЦУПа будут оценивать состояние большинства спутниковых подсистем. В это время верхний космический корабль начнет поиск окружающих спутников GPS. Затем выполняется дифференциальная синхронизация GPS по фазе несущей для получения точного решения по ориентации. Космический корабль вступит в третью фазу: разделение космического корабля.
Фаза третья: разделение космического корабля
[ редактировать ]Как только управление ориентацией CUSat было получено, приводы отрегулировали ориентацию для правильного разделения.
Еще находясь в освещении, CUsat затем выполнил разделение с низким ударом с помощью световой полосы на спутники Top и Bottom. После разделения CUSat перешел в четвертый этап: инспекцию.
Этап четвертый: проверка
[ редактировать ]Как только оба спутника: Верхний и Нижний получили GPS-привязку, относительное расстояние между ними рассчитывалось с помощью CDGPS. Когда спутник-партнер входил в поле зрения оперативной камеры, проверяющий спутник получал изображения спутника-партнера. Земля запросила конкретные изображения, которые впоследствии были переданы по нисходящей линии связи из космического сегмента при следующих возможностях связи.
На земле переданные данные использовались для создания трехмерного изображения CUSat для проверки данных CDGPS.
Команда
[ редактировать ]На момент запуска в 2013 году предполагалось, что Корнелльского университета . с момента его запуска в 2005 году в проекте приняли участие 200 студентов [3]
Администрация
[ редактировать ]Главным исследователем проекта CUSat является Мейсон Пек . Двумя советниками проекта CUSat являются Марк Кэмпбелл и Марк Псиаки .
Техническое образование
[ редактировать ]Поскольку CUSat — это инженерная проектная группа Корнелльского университета , она состоит из множества разных студентов с разными способностями и талантами. Члены команды представляют такие специальности, как электротехника и вычислительная техника , машиностроение и аэрокосмическая техника , прикладная и инженерная физика , информатика , экономика и менеджмент и даже архитектура .
Подсистемы
[ редактировать ]После FCR произошло серьезное перераспределение работы между различными подсистемами. Текущие подсистемы перечислены ниже.
- ADCNS: Подсистема определения ориентации, управления и навигации (ADCNS) выполняет относительную навигацию, которая должна была использоваться для процедур проверки CUSat на орбите. CUSat в основном использовал три платы GPS для определения ориентации. Для управления ориентацией CUSat использовал импульсно-плазменные двигатели (ИПТ) и реактивные колеса . Программная часть ADCNS состояла из алгоритмов относительной навигации, которые запускали различные режимы работы, определенные CONOP.
- Камера: Группа операторов отвечала за получение изображений на орбите, сжатие их в модифицированный формат JPEG и передачу на бортовой компьютер C&DH.
- Управление и обработка данных: C&DH был центральным узлом связи и вычислений на спутнике. Используя готовый одноплатный компьютер (COTS) под управлением Windows CE и C++, компания C&DH выполнила алгоритмы ADCNS и код полета.
- GPS: Команда GPS отвечала за GPS-приемники , антенны и алгоритмы, используемые для расчета относительного позиционирования с точностью до сантиметра.
- Наземный сегмент : наземный сегмент отвечал за наземные операции спутника, включая наземную связь, отслеживание и управление.
- Жгут: подсистема «Жгут» отвечала за спутниковую проводку, объединительную плату электроники, платы электрического интерфейса и любые электрические проблемы на уровне системы.
- Отношения с промышленностью: команда по связям с промышленностью отвечала за маркетинг CUSat и поиск коммерческой и академической спонсорской поддержки.
- Интеграция и тестирование. Команда I&T отвечала за обеспечение быстрой интеграции и тестирования CUSat. Компания I&T также отвечала за испытания CUSat в термовакуумной камере Корнеллского университета.
- Механическое оборудование: команда механического оборудования изготовила конструкцию спутника и руководила его проектированием. Конструкция включала восемь панелей изогрид , а также многочисленные корпуса электронных плат.
- Операции миссии: Группа операций миссии определила подробный план орбитальных операций для обоих спутников CUSat. Операционные процедуры были определены в соответствии со спецификациями оборудования и миссии и помогают обеспечить успешное выполнение миссии.
- Энергетика: энергетическая группа отвечала за использование солнечной энергии , ее хранение и распределение по всему спутнику.
- Двигательная установка: Команда двигательной установки отвечала за импульсные плазменные двигатели (PPT) CUSat, которые давали каждому спутнику шесть степеней свободы : три степени свободы поступательного движения и три степени свободы вращения.
- Структуры: Группа структур отвечала за проектирование, анализ и производство корпуса спутника, а также за логистику внутренних компонентов.
- Живучесть: команда живучести отвечала за анализ и контроль тепловой, электрической и вибрационной среды спутника на земле, во время запуска и на орбите. Анализируемые эффекты включают ЭСР, воздействие атомарного кислорода, вентиляцию и дегазацию.
- Системы: В проекте спутника CUSat широко использовалась системная инженерия . Группа «Системы» в основном отвечала за направление проекта, создавая системные требования верхнего уровня, создавая лучшие практики, поддерживая связь, делая выбор дизайна и создавая процессы для создания успешного продукта. Каждый из руководителей подсистем также участвовал в качестве члена группы «Системы», что позволило проекту сохранить последовательность и целенаправленность.
- Телеметрия и командование: T&C отвечала за межспутниковую связь, а также за связь между спутником и землей. T&C использовала модифицированные коммерческие радиостанции , работающие в любительских диапазонах частот, для передачи изображений, полученных со спутников, на наземную станцию. Спутнику был присвоен позывной FCC WG2XTI для любительской спутниковой радиосвязи.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фридлендер, Блейн (10 сентября 2013 г.). «Наноспутник CUSat запускается из Калифорнии» . Корнеллский университет . Проверено 30 сентября 2013 г.
- ^ Малик, Тарик (29 сентября 2013 г.). «SpaceX запускает частную ракету нового поколения Falcon 9 в большой испытательный полет» . Space.com . Проверено 30 сентября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Натт, DW (15 сентября 2013 г.). «Спутниковый проект Корнелла нацелен на звезды» . Демократ и хроника . Проверено 30 сентября 2013 г.
