Развертыватель Nanoracks CubeSat

Nanoracks CubeSat Deployer ( NRCSD ) — это устройство для вывода CubeSat на орбиту с Международной космической станции (МКС).

В 2014 году (МКС) находились два развертывателя CubeSat на борту Международной космической станции : японский экспериментальный модуль (JEM) Small Satellite Orbital Deployer (J-SSOD) и Nanoracks CubeSat Deployer (NRCSD). J-SSOD является первым в своем роде кораблем, который развернул небольшие спутники с Международной космической станции (МКС). NRCSD — это первый коммерческий малый спутник, развернутый на МКС, максимально использующий все возможности каждого цикла шлюза. ^{[ нужны разъяснения ]} развертываний.

CubeSats относятся к классу исследовательских космических аппаратов, называемых наноспутниками . Базовые спутники кубической формы имеют размер 10 см (3,9 дюйма) с каждой стороны, весят менее 1,4 кг (3,1 фунта) и имеют объем около 1 л (0,22 имп галлона; 0,26 галлона США), хотя существуют CubeSats, которые строятся и развертываются с размерами, кратными 10 см в длину.

По состоянию на 2014 год ^[update]Одним из способов вывода CubeSats на орбиту является их транспортировка на борт более крупного космического корабля в составе грузового груза на более крупную космическую станцию . Когда это будет сделано, для развертывания CubeSat на орбите в качестве отдельного искусственного спутника потребуется специальный аппарат, такой как Nanoracks CubeSat Deployer. NRCSD приводится в положение, чтобы его мог захватить один из роботизированных манипуляторов МКС, который затем помещает развертыватель CubeSat в правильное положение, установленное снаружи на МКС, чтобы иметь возможность вывести миниатюрные спутники на правильную орбиту.

Фон

Международная космическая станция была спроектирована для использования как в качестве лаборатории микрогравитации, так и в качестве стартовой площадки для низкоорбитальных служб. МКС Японского космического агентства ( JAXA ) Модуль Кибо включает в себя небольшую систему развертывания спутников под названием J-SSOD. ^[1]

Компания Nanoracks в рамках Соглашения о космосе с НАСА развернула CubeSat с использованием J-SSOD. Видя растущий рыночный спрос на CubeSats, компания Nanoracks самостоятельно профинансировала свою собственную установку для развертывания МКС с разрешения НАСА и JAXA. Нанораксы произошли от J-SSOD из-за небольшого количества спутников, которые можно было развернуть за один цикл шлюза, и их желания максимизировать пропускную способность каждого цикла шлюза. J-SSOD использовал полный цикл шлюзовой камеры для запуска только 6U. Развертыватель Nanoracks CubeSat Deployer использует два цикла шлюзования, каждый из которых вмещает 8 развертывателей. Каждый развертывающий модуль способен вместить 6U, что позволяет в общей сложности использовать 48U за цикл шлюзового шлюза. ^[2]^{[ нужен неосновной источник ]}

Развертывание CubeSats с МКС имеет ряд преимуществ. Запуск кораблей на логистическом носителе корабля посещения МКС снижает вибрацию и нагрузки, с которыми им приходится сталкиваться во время запуска. Кроме того, их можно упаковать в защитные материалы, чтобы вероятность повреждения CubeSat во время запуска существенно снизилась. Кроме того, для спутников наблюдения Земли, таких как спутники Planet Labs , более низкая орбита орбиты МКС, составляющая примерно 400 км, является преимуществом. Кроме того, более низкая орбита допускает естественный распад спутников, тем самым уменьшая накопление орбитального мусора. ^{[ нужна ссылка ]}

История

Малый спутниковый орбитальный развертыватель JEM

Японский экспериментальный модуль Small Satellite Orbital Deployer (J-SSOD) является первым в своем роде, который развернул малые спутники с Международной космической станции. Объект предоставляет уникальный корпус для установки спутников в систему дистанционного манипулятора (RMS) японского экспериментального модуля (JEM) для развертывания небольших спутников CubeSat с МКС. ^[3] J-SSOD вмещает до 3 небольших одноблочных (1U, 10 x 10 x 10 см) небольших CubeSat в каждом корпусе для установки спутника, всего 6, хотя также могут использоваться другие размеры до 55 x 55 x 35 см. Каждый предварительно упакованный ящик для установки спутника загружается членами экипажа на Многоцелевую экспериментальную платформу (MPEP) в обитаемом объеме JEM. ^[3] Затем платформа MPEP прикрепляется к слайд-столу JEM внутри шлюза JEM для передачи в JEMRMS и космическую среду. JEMRMS захватывает и маневрирует MPEP и J-SSOD в заданной ориентации развертывания, а затем сбрасывает небольшие спутники CubeSat. ^[3]

MPEP — это платформа, выполняющая роль интерфейса между операциями внутри и за пределами МКС, на этой платформе установлен механизм J-SSOD. 21 июля 2012 года JAXA запустило грузовой космический корабль « Коунотори-3 » (HTV-3) к МКС в рамках 33-й экспедиции . J-SSOD был полезной нагрузкой в этом полете вместе с пятью спутниками CubeSat, которые планировалось развернуть с помощью J-SSOD, установленного на роботизированной руке JEMRMS (JEM-Remote Manipulator System), позднее в 2012 году. Пять CubeSat были развернуты. успешно 4 октября 2012 года астронавтом JAXA Акихико Хосиде с использованием недавно установленного J-SSOD. Это была первая услуга по развертыванию J-SSOD. ^[4]

Разработка Nanoracks CubeSat Deployer

В октябре 2013 года Nanoracks стала первой компанией, которая координировала развертывание малых спутников (CubeSats/наноспутников) с МКС через шлюзовую камеру японского модуля Кибо . Это развертывание было выполнено компанией Nanoracks с использованием J-SSOD. Первым заказчиком Nanoracks стал Вьетнамский национальный университет FPT, Ханой , Вьетнам . Их F-1 CubeSat был разработан молодыми инженерами и студентами лаборатории FSpace Вьетнамского национального университета FPT в Ханое. Миссия F-1 заключалась в том, чтобы «выжить» в космической среде в течение одного месяца, измеряя температуру и магнитные данные, одновременно делая фотографии Земли с низким разрешением. ^[5]

В 2013 году Nanoracks запросила разрешение у НАСА на разработку собственного оборудования и средства развертывания CubeSat/SmallSat для использования поверх JEM-Small Satellite Deployer. Nanoracks обеспечила лидерство американской индустрии малых спутников, создав более крупный комплекс, способный развертывать спутники высотой 48U. Компания Nanoracks спроектировала, изготовила и протестировала модуль развертывания для получения одобрения НАСА и JAXA для достижения Международной космической станции.

Nanoracks CubeSat Deployer был запущен 9 января 2014 года в рамках миссии Orbital Sciences Cygnus CRS Orb-1 вместе с 33 небольшими спутниками. ^[6]

Производство NRCSD

Компания Quad-M, Inc. разработала CubeSat Deployer в соответствии со стандартом Cal Poly. Он был переработан и изготовлен в соответствии со спецификациями Nanoracks для использования на Международной космической станции. Компания Quad-M выполнила первоначальный анализ конструкции, чтобы обеспечить ее соответствие требованиям. Структурный анализ включал модальный анализ для оценки реакции на вибрацию, а термический анализ включал расчеты для оценки различных вариантов покрытия двери и первоначальный анализ переходных температур для оценки. Кроме того, компания Quad-M провела испытания на открытие двери, испытание на развертывание CSD/CubeSat, испытание на случайную вибрацию и циклическое изменение температуры. ^[7]

Профиль миссии

Интеграция CubeSat

Интеграция CubeSat начинается с распаковки CSD из транспортного контейнера, а затем удаления узла опорной пластины с задней части CSD. Затем CubeSat вставляется сзади и плотно прилегает к дверям. Дополнительные CubeSat затем вставляются сзади таким же образом. Затем узел опорной пластины устанавливается повторно. Затем четыре домкратных винта регулируются с помощью толкающей пластины и фиксируются. Затем удерживающий болт снимается, и средство развертывания упаковывается для транспортировки.

Орбитальные науки CRS Orb-1

Ракета-носитель: Orbital Sciences Cygnus (Orb-1)

Дата запуска: 9 января 2014 г. ^[8]

Общее количество CubeSat: 33

Planet Labs : Голуби, Стая 1А (28)

Цель: Эти 28 кубсатов высотой 3U работают над созданием группировки для наблюдения за Землей, основанной исключительно на кубсатах. CubeSat содержит батареи, которые обеспечивают питание различных систем каждого Dove. На каждом спутнике есть оптический телескоп для получения изображений Земли с высоким разрешением. Каждый спутник использует систему X-диапазона для передачи полученных изображений и телеметрии системы со скоростью передачи данных 120 Мбит/с. ^[9]

НаноСатисфи : АрдуСат (1)

Цель: этот CubeSat высотой 2U станет платформой для студентов и любителей космоса для проведения космических экспериментов с Arduino. Это продолжение ArduSat-1, запущенного в ноябре 2013 года. ^[10]

Каунасский технологический университет : ЛитСат-1 (1)

Цель: использовать недорогое аппаратное и программное обеспечение с открытым исходным кодом для своих бортовых компьютеров, которые будут управлять полезной нагрузкой спутника. CubeSat оснащен камерой VGA, GPS-приемником, линейным транспондером и транспондером пакетной радиосвязи AX-25. ^[11]

Вильнюсский университет : LituanicaSAT-1 (1)

Назначение: Один из первых спутников Литвы (вместе с LitSat-1). Этот CubeSat оснащен VGA-камерой низкого разрешения, GPS-приемником, телеметрическим маяком 9k6 AX25 FSK, UHF CW-маяком и ретранслятором голоса в режиме V/U FM мощностью 150 мВт. Спутник будет передавать изображения полезной нагрузки и данных датчиков, а также три слова на литовском языке. ^[12]

Южные звезды : SkyCube (1)

Цель: это финансируемые за счет краудфандинга 1,3-килограммовые спутники высотой 1U, оснащенные развертываемыми солнечными панелями, четырьмя камерами и антеннами связи, которые используются для приема сообщений с Земли, которые затем передаются в заранее определенное время. ^[13]

Университет Перу: UAPSat-1 (1)

Назначение: В этом CubeSat высотой 1U для выработки электроэнергии используются установленные на корпусе солнечные панели. Он оснащен мини-компьютером, радиопередатчиками/приемниками, модулем управления питанием и базовой системой ориентации. Спутник будет передавать данные телеметрии и показания датчиков температуры внутри и снаружи космического корабля. ^[14]

Орбитальные науки CRS Orb-2

Ракета-носитель: Orbital Sciences Cygnus (Орб-2)

Дата запуска: 13 июля 2014 г.

Общее количество CubeSat: 32

Planet Labs : Голуби, Стая 1А (28)

Цель: Эти 28 кубсатов высотой 3U работают над созданием группировки для наблюдения за Землей, основанной исключительно на кубсатах. CubeSat содержит батареи, которые обеспечивают питание различных систем каждого Dove. На каждом спутнике есть оптический телескоп для получения изображений Земли с высоким разрешением. Каждый спутник использует систему X-диапазона для передачи полученных изображений и телеметрии системы со скоростью передачи данных 120 Мбит/с. ^[15]

Исследовательский центр Эймса НАСА / Государственный университет Сан-Хосе : TechEdSat -4 (1)

Назначение: В этих спутниках используются готовые коммерческие компоненты для обеспечения основных функций спутников, таких как управление, выработка и поставка электроэнергии, а также связь с двумя другими блоками спутников. CubeSat будет летать, а Exo-Brake будет выведен на орбиту, которая будет развернута после запуска спутника, чтобы продемонстрировать систему пассивного спуска с орбиты для спутников. ^[16]

Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института : MicroMAS: микроразмерный микроволновый атмосферный спутник (1)

Цель: этот спутник оснащен девятиканальным пассивным микроволновым радиометром для демонстрации технологии миниатюрного радиометра в космосе для применения в сверхкомпактных системах космических аппаратов, таких как высокопроизводительный многодиапазонный зонд для будущих метеорологических спутников. ^[17]

ШЕСТЕРНИ (1)

Цель: Этот спутник оснащен терминалами связи «Глобалстар», которые будут проводить исследования с участием группировки спутников связи «Глобалстар». ^[18]

Команда Лямбда: Ламбдасат (1)

Цель: Космический корабль проведет техническую демонстрацию работы спутникового автобуса в условиях радиационной обстановки в космосе и деградации путевых систем. На спутнике также имеется система автоматической идентификации (AIS) для отслеживания морских судов по всему миру, а также научный эксперимент по изучению графена в космосе. ^[19]

Ссылки

^ «CubeSats на орбите после исторического развертывания космической станции» . НАСА. 10 декабря 2012 года . Проверено 8 декабря 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «Развертывание малых спутников с МКС — CubeSat. Запуск Smallsat» . Нанораксы . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «J-SSOD:Эксперимент — Международная космическая станция — ДЖАКСА» . ДЖАКСА . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «НАСА — CubeSats на орбите после исторического развертывания космической станции» . НАСА.gov . НАСА . Проверено 7 декабря 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «F-1 и спутники CubeSats будут отправлены в космос с модуля Кибо 27 сентября 2013 года: Офис использования Кибо для Азии (KUOA) - Международная космическая станция - JAXA» . iss.jaxa.jp. ДЖАКСА . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «Spaceflight и Nanoracks объединяются для запуска CubeSat по параболической дуге» . Параболическая дуга. 10 января 2014 года . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «Цех станков с ЧПУ QUADM, производственно-инжиниринговые услуги» . Квад-М, ООО . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «Миссия по коммерческому снабжению МКС (Орб-1)» . Орбитальные науки . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «Стая 1» . Планета Лабс . Архивировано из оригинала 30 апреля 2016 года . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «НаноСатисфи АрдуСат» . nanosat.jp . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «ЛитСат-1» . litsat1.eu . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «LituanicaSAT-1 – Первый спутник в истории Литвы» . Cosmonautai.lt Архивировано из оригинала 7 июня 2013 года . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «Южные звезды • SkyCube • Краткое содержание» . Южные звезды . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «На орбите с Упсат-Инфо» . uapsat.info . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «Стая 1» . Планета Лабс . Проверено 7 декабря 2014 г.
^ «НАСА - Развитие возможности возврата образцов по требованию (SPQR)» . НАСА . Проверено 7 декабря 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
^ «MicroMAS: Малое красиво (MIT – Массачусетский технологический институт)» . Мировые новости . Проверено 7 декабря 2014 г.
↑ Грузовой манифест космического полета 101 Orb-2. Архивировано 14 июля 2014 г., в Wayback Machine.
^ «Лямбдасат (Λ-сат)» . Space.skyrocket.de . Проверено 7 декабря 2014 г.

[1] «CubeSats на орбите после исторического развертывания космической станции» . НАСА. 10 декабря 2012 года . Проверено 8 декабря 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[2] «Развертывание малых спутников с МКС — CubeSat. Запуск Smallsat» . Нанораксы . Проверено 7 декабря 2014 г.

[JAXA-3] Jump up to: ^а ^б ^с «J-SSOD:Эксперимент — Международная космическая станция — ДЖАКСА» . ДЖАКСА . Проверено 7 декабря 2014 г.

[4] «НАСА — CubeSats на орбите после исторического развертывания космической станции» . НАСА.gov . НАСА . Проверено 7 декабря 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[5] «F-1 и спутники CubeSats будут отправлены в космос с модуля Кибо 27 сентября 2013 года: Офис использования Кибо для Азии (KUOA) - Международная космическая станция - JAXA» . iss.jaxa.jp. ДЖАКСА . Проверено 7 декабря 2014 г.

[6] «Spaceflight и Nanoracks объединяются для запуска CubeSat по параболической дуге» . Параболическая дуга. 10 января 2014 года . Проверено 7 декабря 2014 г.

[7] «Цех станков с ЧПУ QUADM, производственно-инжиниринговые услуги» . Квад-М, ООО . Проверено 7 декабря 2014 г.

[8] «Миссия по коммерческому снабжению МКС (Орб-1)» . Орбитальные науки . Проверено 7 декабря 2014 г.

[9] «Стая 1» . Планета Лабс . Архивировано из оригинала 30 апреля 2016 года . Проверено 7 декабря 2014 г.

[10] «НаноСатисфи АрдуСат» . nanosat.jp . Проверено 7 декабря 2014 г.

[11] «ЛитСат-1» . litsat1.eu . Проверено 7 декабря 2014 г.

[12] «LituanicaSAT-1 – Первый спутник в истории Литвы» . Cosmonautai.lt Архивировано из оригинала 7 июня 2013 года . Проверено 7 декабря 2014 г.

[13] «Южные звезды • SkyCube • Краткое содержание» . Южные звезды . Проверено 7 декабря 2014 г.

[14] «На орбите с Упсат-Инфо» . uapsat.info . Проверено 7 декабря 2014 г.

[15] «Стая 1» . Планета Лабс . Проверено 7 декабря 2014 г.

[16] «НАСА - Развитие возможности возврата образцов по требованию (SPQR)» . НАСА . Проверено 7 декабря 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

[17] «MicroMAS: Малое красиво (MIT – Массачусетский технологический институт)» . Мировые новости . Проверено 7 декабря 2014 г.

[18] Грузовой манифест космического полета 101 Orb-2. Архивировано 14 июля 2014 г., в Wayback Machine.

[19] «Лямбдасат (Λ-сат)» . Space.skyrocket.de . Проверено 7 декабря 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]