ЕКА Бдение
 | |
| Имена | Ранее известный как Лагранж |
|---|---|
| Тип миссии | Прогноз/прогноз космической погоды |
| Оператор | Европейское космическое агентство |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | подлежит уточнению |
| САТКАТ нет. | подлежит уточнению |
| Веб-сайт | https://www.esa.int/Space_Safety/Vigil |
| Продолжительность миссии | Круизный этап: 3 года
Операции: 4,5 года Продление: до 5 лет |
| Свойства космического корабля | |
| Стартовая масса | 2500 кг (предел) |
| Сухая масса | ~1100 кг |
| Масса полезной нагрузки | ~150 кг (без учета полей системы) |
| Власть | Космический аппарат ~1000 Вт; Полезная нагрузка ~200 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 2031 г. (планируется) [ 1 ] |
| Ракета | Ариана 62 |
| Запуск сайта | Гвианский космический центр |
| Подрядчик | Арианспейс |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Солнце-Земля Л 5 |
| Режим | Лиссажу Орбита |
Бдение , [ 2 ] ранее известный как Лагранж , [ 3 ] — миссия по исследованию космической погоды, разработанная Европейским космическим агентством . Миссия предоставит Управлению космической погоды ЕКА инструменты, способные следить за Солнцем, его солнечной короной и межпланетной средой между Солнцем и Землей, обеспечивать раннее предупреждение о повышенной солнечной активности, выявлять и смягчать потенциальные угрозы для общества, а также на земле и в воздухе. и космическую инфраструктуру, а также для обеспечения прогнозов космической погоды на 4–5 дней. [ 4 ] С этой целью миссия Vigil впервые разместит космический корабль в точке Лагранжа Солнце-Земля 5 (L 5 ), откуда он сможет получить «боковой» вид на Солнце, наблюдая области солнечной активности на солнечной поверхности до того, как они начнутся. повернуться лицом к Земле.
Мониторинг космической погоды включает в себя такие события, как солнечные вспышки , корональные выбросы массы , геомагнитные бури , солнечные протонные события и т. д. [ 5 ] Местоположение Солнце-Земля L 5 предоставляет возможности для прогнозирования космической погоды путем наблюдения за Солнцем за пределами восточного солнечного лимба, невидимого с Земли, тем самым увеличивая время прогнозирования потенциально опасных солнечных явлений, включая солнечные вспышки, быстрые потоки солнечного ветра.
Миссия Vigil улучшит оценку движения и плотности коронального выброса массы (CME), скорости/энергии, времени прибытия и воздействия на Землю, чтобы поддержать защиту критической инфраструктуры на земле и в космосе. Миссия также будет выполнять на месте наблюдения за объемной скоростью, плотностью и температурой солнечного ветра , а также за межпланетным магнитным полем (ММП) на L5, чтобы обеспечить более эффективное обнаружение и прогнозирование высокоскоростных потоков солнечного ветра и вращающихся вместе объектов. области взаимодействия .
Статус
[ редактировать ]В рамках Программы осведомленности о космической ситуации (SSA), [ 6 ] ЕКА инициировало в 2015 году оценку двух миссий по улучшению мониторинга космической погоды. Первоначально предполагалось, что эти миссии будут использовать позиционирование спутников в лагранжевых точках Солнце-Земля L 1 и L 5 .
В итоге в рамках сотрудничества в области космических наблюдений за погодой между Европейским космическим агентством США (ЕКА) и Национальной службой спутниковых данных и информации об окружающей среде (NESDIS) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) было согласовано следующее: [ нужна ссылка ] :
- NOAA/NESDIS запустит миссию по слежению за космической погодой (SWFO) к точке Лагранжа L 1 для непрерывности оперативных наблюдений за космической погодой и снижения риска пробелов в измерениях в текущих изображениях выброса корональной массы (CME) и солнечной энергии in-situ. измерения ветра.
- ЕКА запустит миссию к точке Лагранжа L 5, чтобы обеспечить возможность мониторинга солнечной и космической среды вдали от линии Солнце-Земля.
В рамках этого соглашения два агентства будут обмениваться данными и предоставлять друг другу инструменты для внедрения на соответствующих платформах.
Космический сегмент миссии Vigil завершил первую часть предварительного определения (фаза B1). [ 7 ] Ltd. запрос цен в июне 2022 года. 21 ноября 2022 года ЕКА направило компании Airbus Defence and Space на проектирование, разработку и проверку (этапы B2, C и D) космического сегмента Vigil. [ 8 ] Формальный старт деятельности планируется до конца 2023 года.
Статус наземного сегмента: ... [будет дополнено] .
Vigil планируется запустить в 2031 году. [ 1 ] за которым последовали 3 года круиза до L 5 . Миссия планирует работать номинально в течение 4,5 лет с возможностью продления еще на 5 лет.
Цели
[ редактировать ]| Часть серии статей о |
| Гелиофизика |
|---|
 |
Цели миссии Vigil можно сгруппировать в две основные категории:
- Прогноз текущей погоды с целью обеспечить раннее предупреждение о солнечных вспышках и начале корональных выбросов массы (CME). Благодаря виду сбоку от SEL5 миссия Vigil также сможет повысить точность прогнозируемого времени прибытия CME на Землю на 2–4 часа по сравнению с текущими возможностями. [ нужна ссылка ] ; это будет достигнуто за счет мониторинга всего пространства между Солнцем и Землей, что позволит отслеживать КВМ и в целом характеристики солнечного ветра по мере их движения к Земле.
- Прогнозирование до 4-5 дней развития солнечной активности благодаря мониторингу развития активной области за пределами восточного лимба, невидимого с Земли. [ нужна ссылка ] . Натурные измерения в системе Солнце-Земля L 5 позволят отслеживать высокоскоростные потоки солнечного ветра и магнитное поле за несколько дней до того, как они достигнут Земли.
Миссия Архитектура
[ редактировать ]Космический сегмент
[ редактировать ]Платформа
[ редактировать ]Платформа предоставляет все функции, связанные с обслуживанием, необходимые для поддержки правильной работы и сбора данных Vigil Payload Suite. Ключевой особенностью концепции космического корабля для такой оперативной миссии, как Vigil, является надежная архитектура авионики, способная оставаться в рабочем состоянии во время самых экстремальных космических погодных явлений, наблюдавшихся за последние 100 лет. Система обнаружения и восстановления неисправностей (FDIR) будет разработана для повышения автономности космического корабля, тем самым снижая риск прерывания обслуживания, требующего наземного вмешательства.
Нисходящая линия передачи данных миссии осуществляется через X-диапазон со средней скоростью передачи данных ~ 1 Мбит / с (~ 86 Гбит в день) с круглосуточным покрытием, обеспечиваемым ESTRACK, дополненным дополнительными коммерческими станциями.
Масса при запуске прогнозируется около 2500 кг. Для достижения SEL5 предлагаемая конструкция будет опираться на двухтопливную химическую двигательную установку, оснащенную главным двигателем мощностью 450 Н.
Пакет полезной нагрузки
[ редактировать ]Пакет Payload Suite будет включать в себя:
- 3 прибора дистанционного зондирования;
- 2 натурных прибора;
В рамках межведомственного сотрудничества между ЕКА и НАСА Vigil предложит возможность разместить дополнительный инструмент NASA (NIO). [ 9 ]
Приборы дистанционного зондирования
[ редактировать ]Приборы дистанционного зондирования позволят оценить размер, массу, скорость и направление КВМ.
- Компактный коронограф (CCOR) : он будет отображать солнечную корону и использоваться для наблюдения за корональными выбросами массы (CME). С помощью данных CCOR можно определить размер, массу, скорость и направление КВМ. Инструмент CCOR будет предоставлен ЕКА НОАА и изготовлен исследовательской лабораторией ВМС США (NRL). Конструкция прибора основана на наследии аналогичного прибора для миссий NOAA SWFO-1 и GOES-U. [ 10 ]
- Гелиосферный имидж-сканер (HI) : он будет обеспечивать широкоугольные изображения в белом свете области пространства между Солнцем и Землей (т. е. гелиосферы). Эти изображения необходимы для отслеживания направленных на Землю КВМ на пути их распространения после того, как они покинут поле зрения коронографа.
- Фотосферный сканер магнитного поля (PMI) : он сканирует выбранный солнечный спектр для создания трехмерных карт магнитного поля (сила поля, азимут, наклонение) и важнейших физических параметров (например, распределение вертикальных и горизонтальных магнитных полей, распределение углов наклона, скручивание, скручивание, спиральность, плотность тока, углы долей, фотосферная магнитная избыточная энергия и т. д.) для расширенных приложений космической погоды. Прибор также будет генерировать изображения солнечного белого света в качестве побочных продуктов магнитографических измерений и создавать непрерывные изображения, наблюдаемые в дополнительной точке длины волны вблизи магниточувствительной спектральной линии.
на месте Инструменты
[ редактировать ]Приборы на месте можно использовать для мониторинга областей взаимодействия потоков (SIR). [ 11 ] и области совместного вращения (CIR) за 4–5 дней до их прибытия на Землю.
- Анализатор плазмы (PLA) : он будет измерять объемную скорость солнечного ветра, объемную плотность солнечного ветра и температуру солнечного ветра, необходим для мониторинга солнечного ветра, который поворачивается к Земле, и, в частности, для обнаружения высокоскоростных потоков солнечного ветра, которые производят Области взаимодействия потоков (SIR) и области совместного вращения (CIR).
- Магнитометр (MAG) : он будет измерять межпланетное магнитное поле (IMF) на L 5 ; Чтобы минимизировать воздействие электромагнитных помех, создаваемых самим космическим кораблем Vigil, MAG будет размещен на конце 7-метровой стрелы.
Участвующие учреждения
[ редактировать ]
В ожидании
Наземный сегмент
[ редактировать ]Наземный сегмент состоит из:
- Центр управления полетами (MOC), расположенный в Европейском центре космических операций (ESOC), отвечает за управление спутниками, мониторинг состояния спутников, управление орбитой, а также настройку и обслуживание бортового программного обеспечения.
- Центр данных о полезной нагрузке (PDC), отвечающий за сбор, обработку, архивирование и распространение данных миссии среди клиентов/пользователей, а также за планирование миссии;
- Сеть наземных станций (GSN). GSN будет состоять из станций ESA ESTRACK и коммерческих станций, поскольку у Vigil есть особая потребность в круглосуточном поддержании возможности нисходящей линии связи, в том числе над Тихим океаном, где существует пробел в покрытии ESTRACK, сторонние станции будут необходимый.
пусковая установка
[ редактировать ]Базовым сервисом Launcher является Ariane 6.2 от Arianespace из Гвианского космического центра . Пусковая установка будет иметь конфигурацию двойного запуска для впрыска в ГТО. Космический корабль будет запущен в качестве вторичного пассажира, а коммерческий заказчик отправится на геостационарную орбиту в рамках двойного запуска с Ariane 6.4. Этот вариант передачи использует соединение Солнца-Земли L 1 /L 2 и эффекты границы слабой стабильности вблизи L 2 для достижения L 5 .
После выхода космического корабля в GTO он выполнит серию из 3 маневров по подъему апогея (ARM), чтобы продвинуться к L 1 в течение 14 дней, что запланировано для минимизации переходов через пояса Ван Аллена.
Из L 1 космический корабль будет переведен на траекторию перехода от нулевой до низкой стоимости в направлении L 2 , с которой он затем уйдет в направлении SEL5. Маневры в дальнем космосе (DSM), которым предшествуют и сопровождают корректирующие маневры, будут выполняться по мере необходимости.
Когда космический корабль достигнет L 5 , будет выполнен маневр торможения для вывода космического корабля на конечную орбиту. Исследуются разные варианты, в результате чего такой маневр разделяется на два ожога.
Круиз до L 5 может занять до 3 лет. Чтобы увеличить использование космического корабля Vigil, миссия перейдет в предоперационную фазу в середине пути L 5 .
Альтернативы включают использование Ariane 6.2 для прямого впрыска в SEL5, Ariane 6.4 или Falcon 9, предоставленных SpaceX .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Фауст, Джефф (23 мая 2024 г.). «Airbus построит космический научный спутник ЕКА» . Космические новости . Проверено 23 мая 2024 г.
- ^ «Представляем: ESA Vigil» . www.esa.int . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ «Миссия по космической погоде «без названия»» . www.esa.int . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ Крафт, С.; Лунтама, Япония; Пушманн, КГ (25 сентября 2017 г.). «Оптические приборы дистанционного зондирования для расширенного мониторинга космической погоды из точек Лагранжа L1 и L5» . В Карафоласе Никос; Кугни, Бруно; Содник, Зоран (ред.). Международная конференция по космической оптике — ICSO 2016 . ШПИОН. п. 81. дои : 10.1117/12.2296100 . ISBN 978-1-5106-1613-4 . S2CID 134935417 .
- ^ Мониторинг космической погоды . Европейское космическое агентство (ЕКА). 4 декабря 2017 г.
- ^ «Обзор программы SSA» . www.esa.int . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ «Как выбирается миссия» . www.esa.int . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ "esa-star Делает" . doing-business.sso.esa.int . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ «Миссия возможностей Vigil Focused (FMO) в рамках программы «Жизнь со звездой»» . lws.larc.nasa.gov . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ «Компактный Коронограф (ККОР)» . Национальная служба экологических спутников, данных и информации . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ Ричардсон, Ян Г. (2018). «Области взаимодействия потоков солнечного ветра по всей гелиосфере» . Живые обзоры по солнечной физике . 15 (1): 1. Бибкод : 2018LRSP...15....1R . дои : 10.1007/s41116-017-0011-z . ПМК 6390897 . ПМИД 30872980 .
