АТС-6

АТС-6
	ATS-6 Satellite Спутник АТС-6.
Тип миссии	Коммуникации ; Технология
Оператор	НАСА
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ	1974-039А
САТКАТ нет.	07318
Продолжительность миссии	5 лет
Свойства космического корабля
Автобус	Автобус АТС-6
Производитель	Фэйрчайлд Самолеты
Стартовая масса	930,0 кг (2050,3 фунта)
Власть	645 Вт
Начало миссии
Дата запуска	30 мая 1974 г., 23:37:00 UTC
Ракета	Титан-3(23)С
Запуск сайта	Мыс Канаверал LC-40
Конец миссии
Деактивирован	30 июня 1979 г.
Орбитальные параметры
Справочная система	Геоцентрический
Режим	ГСО
Большая полуось	41 691,1 км (25 905,6 миль)
Высота перигея	35 184 километра (21 862 миль)
Высота апогея	35 444 километра (22 024 миль)
Наклон	13,1°
Период	1412 минут

ATS-6 ( Технологический спутник-6 ) ^[2] был экспериментальным спутником НАСА , построенным подразделением космоса и электроники Fairchild. ^[3]^[4] Его назвали первым в мире образовательным спутником, а также первым в мире экспериментальным спутником прямого вещания в рамках эксперимента по спутниковому учебному телевидению, проведенного НАСА и Индийской организацией космических исследований (ISRO). Он был запущен 30 мая 1974 года и выведен из эксплуатации в июле 1979 года. На момент запуска это был самый мощный телекоммуникационный спутник на орбите. ^[5] ATS-6 провел не менее 23 различных экспериментов и совершил несколько прорывов. Это был первый космический корабль с трехосной стабилизацией на геостационарной орбите . Он также был первым, кто экспериментально с некоторым успехом применил электрическую двигательную установку на геостационарной орбите. Он также провел несколько экспериментов по физике элементарных частиц , в том числе первый детектор тяжелых ионов на геостационарной орбите.

За пять лет своего существования ATS-6 передавал программы связи в различные страны, включая Индию, США и другие регионы. Транспортное средство также проводило испытания по управлению воздушным движением , использовалось для отработки методов поиска и спасения с помощью спутников, несло экспериментальный радиометр, который впоследствии стал стандартным прибором на борту метеорологических спутников, и стало пионером в области прямого телевещания.

ATS-6 был предшественником многих технологий, которые до сих пор используются на геостационарных космических кораблях: большая развертываемая антенна, трехосное управление ориентацией с возможностью поворота, наведение антенны с помощью радиочастотного зондирования, электрическая двигательная установка, метеорологический радиометр на геостационарной орбите и прямое вещание на дом. . Также возможно, что ATS-6 был предшественником крупных спутников ELINT, таких как Mentor .

Запуск

ATS-6 был запущен 30 мая 1974 года ракетой- носителем Titan III-C . Космический корабль был выведен непосредственно на геостационарную орбиту . Это снизило потребность в бортовом топливе до менее 40 кг (88 фунтов) (при общей массе при запуске почти 1400 кг (3100 фунтов)). Высокоточный вывод на орбиту еще больше снизил количество топлива, необходимое для окончательного позиционирования, до 9 килограммов (20 фунтов). Это позволило продлить срок службы с первоначальных 2 до 5 лет, даже с учетом преждевременного выхода из строя подсистемы электродвижения (потребность в топливе для поддержания станции составляет около 1,6 кг в год (3,5 фунта в год)).

Структура, подсистема питания и антенна

Одним из главных нововведений ATS-6 стала развертываемая в полете антенна диаметром более 9 метров (30 футов). Отражатель антенны во время запуска сворачивался под обтекателем ракеты-носителя и размещался на орбите подобно зонтику. Отражатель антенны состоит из 48 алюминиевых ребер, поддерживающих металлизированную лавсановую сетку. Антенные фидеры (в диапазонах C, S, L, UHF и VHF) были размещены на корпусе космического корабля лицом к отражателю антенны и соединены с антенной и мачтами солнечных панелей фермой из углепластика ( CFRP ). Солнечные панели были жестко закреплены на двух раздвижных мачтах. Они имели форму полуцилиндра, что обеспечивало относительно постоянную мощность (начало эксплуатации 595 Вт). обеспечивалась Электроэнергия во время затмений двумя никель-кадмиевыми батареями емкостью 15 А·ч, питавшими регулируемую шину напряжением 30,5 В. Размеры спутника на орбите составляли 15,8 метра (52 фута) в ширину и 8,2 метра (27 футов) в высоту.

Эта развертываемая антенна-парабола была спроектирована и разработана компанией Lockheed Missiles and Space Company (LMSC), ныне Lockheed Martin, по субподряду с Fairchild Aerospace, после нескольких лет небольших исследовательских контрактов в LMSC. Менеджером программы в LMSC был GKC (Колин) Кэмпбелл. Развертывание отражателя было инициировано пиротехническими кусачками SQUIB. Время развертывания составляло порядка 2,5 секунды, создавая крутящий момент 3400 ньютон-метров (2500 фунт-футов) на интерфейсе космического корабля. Поверхность отражателя была разработана для оптимальной работы на частотах S-диапазона. ^[6] При запуске он весил 83 килограмма (182 фунта) и укладывался в тороидальный объем (в форме пончика) диаметром примерно 1,8 метра (6 футов) и толщиной 250 миллиметров (10 дюймов). Были изготовлены три модели: СТМ или модель для структурных испытаний, отражатель F и отражатель G. STM был уничтожен компанией Fairchild вскоре после завершения программы, а модель F была запущена вместе с космическим кораблем в 1972 году. Модель G несколько лет простояла незащищенной на стоянке Фарчайлда, прежде чем была передана в дар Смитсоновскому институту. ^{[ нужна ссылка ]} Билл Уэйд, помощник менеджера программы и руководитель испытаний программы, поддержал Смитсоновский институт в реставрации, предоставив полный набор чертежей и спецификаций, и посетил объект в Силвер-Хилле, чтобы предоставить техническое руководство. ^{[ нужна ссылка ]}

На момент запуска это была самая большая параболическая поверхность, выведенная на орбиту. ^{[ нужна ссылка ]}

Трехосная стабилизация

ATS-6 стал первым геостационарным спутником с трехосной стабилизацией и наведением. ^[7] Эта подсистема была способна обеспечить высокоточное наведение (от 0,1° с помощью инерциальных единиц измерения до 0,002° с помощью радиочастотного интерферометра). ^[8]). Кроме того, спутник мог следовать за спутниками на низкой околоземной орбите посредством поворота. ^[9] путем отслеживания спутника на низкой околоземной орбите с помощью радиочастотного зондирования S-диапазона. Система также могла выполнять орбитографию отслеживаемого спутника и была предшественником операционной системы TDRSS .Эта высокоразвитая (на то время) подсистема наведения использовала датчики Земли и Солнца, звездный трекер, указывающий на полярную звезду, Полярную звезду , и три инерциальных датчика. Показания датчиков поступали на два цифровых компьютера (штатный и резервный), а также на резервный аналоговый компьютер . Ориентировать спутник также можно было с помощью радиочастотных датчиков. Приводами служили три импульсных колеса и двигатели на горячем газе (гидразиновое монотопливо). В июле 1975 года вышло из строя одно из импульсных колес, была разработана альтернативная схема, позволяющая удерживаться на месте с двумя оставшимися колесами и подруливающими устройствами.

Электрическая двигательная установка

АТС-6 был оснащен двумя электрическими двигателями, работающими на ускорении ионов цезия, которые должны были использоваться для удержания станции Север-Юг. ^[10] Разработка этой подсистемы последовала за предыдущими неудачными попытками создания предыдущего космического корабля ATS. Каждый из двигателей имел массу 16 килограммов (35 фунтов), потреблял 150 Вт электроэнергии и создавал тягу 4 ньютон-метра (3,0 фунт-сила-фут) с удельным импульсом 2500 с. Бортового запаса цезия хватило бы на 4400 часов работы. К сожалению, оба двигателя вышли из строя преждевременно: один через 1 час работы, другой через 95 часов. Тем не менее, некоторые цели эксперимента могли быть достигнуты, например, измерение эффективной тяги, отсутствие каких-либо помех в радиочастотной полезной нагрузке (от 150 МГц до 6 ГГц), отсутствие переосаждения цезия на критических частях полезной нагрузки. (например, радиометр) и правильную нейтрализацию космического корабля по отношению к окружающей среде.

Полезная нагрузка

Радиометр

, На борту АТС-6 находился радиометр установленный на обращенной к земле панели. ^[11] Этот инструмент имел (на то время) очень высокое разрешение. Он работал по двум каналам: инфракрасному (от 10,5 до 12,5 мкм) и видимому свету (от 0,55 до 0,75 мкм). Изображения, полученные с помощью радиометра, покрывали весь земной диск с разрешением 1200 линий по 2400 пикселей каждая (квадратный пиксель 11 километров (6,8 миль) в инфракрасном диапазоне и квадратный пиксель 5,5 километра (3,4 мили) в видимом свете). ИК-детектор пассивно охлаждался при температуре 115 К, а детектор видимого света поддерживался при температуре 300 К. Полное изображение земного диска передавалось на Землю каждые 25 минут. Было сделано и передано несколько сотен изображений, пока через два с половиной месяца после запуска не вышел из строя механический компонент радиометра.

Телекоммуникационные эксперименты

Основная задача ATS-6 заключалась в демонстрации возможности прямого телевизионного вещания ( DTH ). ^[12] Для этого, помимо антенны с высоким коэффициентом усиления, полезная нагрузка космического корабля имела возможность приема в любом из УКВ, C, S и L-диапазонов, а также передачу в S-диапазоне (2 ГГц) через 20-Вт полупроводниковый передатчик в L-диапазоне (1650 МГц) мощностью 40 Вт, в УВЧ (860 МГц) мощностью 80 Вт (который использовался для эксперимента по спутниковому учебному телевидению (SITE)), а также с передатчиком на базе TWTA мощностью 20 Вт в C -диапазон (4 ГГц). Антенна создала на земле два пятна площадью 400 000 квадратных километров (150 000 квадратных миль) каждое, в которых телетрансляцию можно было принимать с помощью антенн диаметром 3 метра (9,8 футов). Эта полезная нагрузка была впервые использована над Соединенными Штатами для экспериментов по телеобразованию и телемедицине с августа 1974 года по май 1975 года в рамках эксперимента HET, или эксперимента по здравоохранению, образованию, телекоммуникациям, разработанного совместно НАСА и Министерством здравоохранения, образования США. , & Социальное обеспечение (ныне DHHS ). Затем космический корабль был перемещен по геостационарной дуге с 94 ° з.д. на 35 ° в.д. в сотрудничестве с Индийским космическим агентством ( ISRO ), которое развернуло в Индии более 2500 наземных приемных станций. Перемещение спутника с 94 градусов западной долготы на 35 градусов восточной долготы на расстояние 12 800 километров (8 000 миль) осуществлялось с наземной станции в Росмане, Северная Каролина. ^[13] В ходе этого перемещения произошло 2 ожога бортового ракетного двигателя. 2-й ожог продолжительностью 5 часов 37 минут 17 секунд. На тот момент это был самый продолжительный горение химической ракеты в космосе. ^[14] Была запущена программа телеобразования – Эксперимент по спутниковому обучающему телевидению или САЙТ. ^[15] – и работать в течение одного года. Во время эксперимента индийское правительство предложило приемную станцию Артуру Кларку , проживавшему в Шри-Ланке . Этот эксперимент оказался весьма успешным и побудил ISRO начать разработку оперативной программы с использованием индийского космического корабля INSAT IB (запущен в 1983 году). После эксперимента SITE спутник был доставлен обратно над Соединенными Штатами и служил, в частности, в качестве спутника ретрансляции данных и слежения для низкоорбитальных космических кораблей, таких как «Нимбус 6» , а также для полета «Аполлон-Союз» .

Эксперименты по физике элементарных частиц

На борту ATS-6 было проведено несколько экспериментов по физике элементарных частиц. Наиболее значимые измеренные протоны низкой энергии (от 25 кэВ до 3,6 МэВ), ^[16] а также обнаружены тяжелые ионы (до 6 МэВ). Этот последний эксперимент позволил обнаружить первые тяжелые ионы (Z > 6) с энергией E > 4 МэВ на геостационарной орбите.

Эксперименты по распространению

Наконец, АТС-6 запустил несколько радиомаяков , ^[17] что позволило измерить свойства распространения электромагнитных полей атмосферы на частотах 13, 18, 20 и 30 ГГц.

Вывод из эксплуатации

К 30 июня 1979 года только один из четырех двигателей поддержания станции АТС-6 работал и подавал признаки ненадежности. Этот двигатель использовался для вывода ATS-6 с геостационарной орбиты на орбиту на несколько сотен километров выше. Это должно было освободить место на геостационарной орбите для следующего спутника. ^[18]

См. также

Ссылки

^ Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космическая страница Джонатана . Проверено 24 января 2014 г.
^ Значение ATS-6, Р.Б. Марстен, транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6
^ "таблица4.156" . НАСА.gov . Проверено 22 марта 2015 г.
^ Гловер, Дэниел Р. (1996). «Экспериментальные спутники связи НАСА, 1958–1995» . За пределами ионосферы . НАСА .
^ http://hdl.handle.net/2060/19820008279 Отчет о технических характеристиках ATS-6. Том 6: Научные эксперименты
^ Уэльс, Роберт О. (ноябрь 1981 г.). «Окончательный отчет о технических характеристиках ATS-6» (PDF) . НАСА. стр. 76–78 . Проверено 4 февраля 2023 г.
^ Эксперимент по адаптивному управлению ориентацией космического корабля ATS-6 и поворотом, WC Isley; DL Endres Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6
^ Интерферометр ATS-6, WC Isley; DL Endres Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6
^ Точность определения орбиты с использованием межспутникового слежения, FO Vonbun; П. Д. Арджентьеро; PE Schmid Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-14 № 6
^ Эксперимент по поддержанию северо-южной станции с двигателем бомбардировки цезием ATS-6, Р. М. Уорлок; Э. Джеймс; Р.Э. Хантер; RO Bartlett Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6
^ ATS-6 Радиометр очень высокого разрешения, WE Shenk; К.С. Стефанидес; Г.Е. Зоннек; LD Howell Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6
^ Мечта сбылась: спутниковое вещание, Р. Марстен, транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том 33 № 1
^ Справочник космических полетов Джейнс (1984) ISBN 0 7106-0208-1 , P56
^ Справочник космических полетов Джейнс (1984) ISBN 0 7106-0208-1 , P56
^ Эксперимент по обучению спутниковому телевидению ATS-6 Дж. Э. Миллер, транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 N ° 6
^ Эксперимент с протонами низкой энергии NOAA, Т. А. Фриц; Транзакции JA Cessna IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6
^ ATS-6 Эксперименты по распространению миллиметровых волн и связи, LI Ippolito Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 N°6
^ Справочник космических полетов Джейнс (1984) ISBN 0 7106-0208-1 P57

Внешние ссылки

[launchlog-1] Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космическая страница Джонатана . Проверено 24 января 2014 г.

[2] Значение ATS-6, Р.Б. Марстен, транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6

[3] "таблица4.156" . НАСА.gov . Проверено 22 марта 2015 г.

[4] Гловер, Дэниел Р. (1996). «Экспериментальные спутники связи НАСА, 1958–1995» . За пределами ионосферы . НАСА .

[5] ttp://hdl.handle.net/2060/19820008279 Отчет о технических характеристиках ATS-6. Том 6: Научные эксперименты

[6] Уэльс, Роберт О. (ноябрь 1981 г.). «Окончательный отчет о технических характеристиках ATS-6» (PDF) . НАСА. стр. 76–78 . Проверено 4 февраля 2023 г.

[7] Эксперимент по адаптивному управлению ориентацией космического корабля ATS-6 и поворотом, WC Isley; DL Endres Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6

[8] Интерферометр ATS-6, WC Isley; DL Endres Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6

[9] Точность определения орбиты с использованием межспутникового слежения, FO Vonbun; П. Д. Арджентьеро; PE Schmid Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-14 № 6

[10] Эксперимент по поддержанию северо-южной станции с двигателем бомбардировки цезием ATS-6, Р. М. Уорлок; Э. Джеймс; Р.Э. Хантер; RO Bartlett Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6

[11] ATS-6 Радиометр очень высокого разрешения, WE Shenk; К.С. Стефанидес; Г.Е. Зоннек; LD Howell Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6

[12] Мечта сбылась: спутниковое вещание, Р. Марстен, транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том 33 № 1

[13] Справочник космических полетов Джейнс (1984) ISBN 0 7106-0208-1 , P56

[14] Справочник космических полетов Джейнс (1984) ISBN 0 7106-0208-1 , P56

[15] Эксперимент по обучению спутниковому телевидению ATS-6 Дж. Э. Миллер, транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 N ° 6

[16] Эксперимент с протонами низкой энергии NOAA, Т. А. Фриц; Транзакции JA Cessna IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 № 6

[17] ATS-6 Эксперименты по распространению миллиметровых волн и связи, LI Ippolito Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам, том AES-11 N°6

[18] Справочник космических полетов Джейнс (1984) ISBN 0 7106-0208-1 P57

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

v т и Приложения Технология Спутниковая программа
Flown	ATS-1 ATS-2 ATS-3 ATS-4 ATS-5 ATS-6
Proposed	ATS-C2 ATS-G ATS-H