Канадская программа перспективных нанокосмических экспериментов

Программа Canadian Advanced Nanospace eXperiment (CanX) — это канадская CubeSat программа наноспутников , управляемая Лабораторией космических полетов Института аэрокосмических исследований Университета Торонто (UTIAS/SFL). Цели программы - вовлечь аспирантов в процесс развития космических полетов, а также обеспечить недорогой доступ к космосу для научных исследований и испытаний наноразмерных устройств. Проекты CanX включают CanX-1, CanX-2, BRIght Target Explorer (BRITE) и CanX-4&5. ^[1]

Программа CanX

Канадская программа Advanced Nanospace eXperiment (CanX) — первая канадская наноспутниковая программа и единственная в своем роде в настоящее время. Им управляют преподаватели и аспиранты Лаборатории космических полетов Института аэрокосмических исследований Университета Торонто (UTIAS/SFL). Программа была основана в 2001 году доктором Робертом Э. Зи, менеджером UTIAS/SFL, и основана на программе CubeSat , начатой Стэнфордским университетом и Калифорнийским политехническим государственным университетом . В число его проектов входят CanX-1, CanX-2, CanX-3 (BRITE) и CanX-4&5.

Целями программы являются вовлечение аспирантов в процесс разработки космических аппаратов и обеспечение относительно недорогого доступа в космос для научных исследований и испытаний наноразмерных устройств в орбитальном пространстве. В марте 2009 года CanX-2 завершил свой первый год на орбите. ^[2]

CanX-1

Канадский Advanced Nanospace eXperiment 1 ( CanX-1 , COSPAR 2003-031H) является первым канадским наноспутником и одноблочным CubeSat . ; он имеет массу менее 1 кг, помещается в куб размером 10 см и потребляет менее 2 Вт.

CanX-1 был завершен за 22 месяца и запущен вместе с телескопом Microvariability and Oscillations of STars 30 июня 2003 года в 14:15 UTC компанией Eurockot Launch Services из Плесецка , Россия . После запуска он потерял связь с Землей.

Режимы работы

Режимы работы CanX-1:

Безопасное удержание/сон
Выпутывание/закручивание
Полезная нагрузка активна

В каждом режиме OBC всегда собирает данные телеметрии с датчиков температуры, напряжения и тока, имеющихся на каждой солнечной панели и внутренней плате. ²

Безопасное удержание

В режиме Safe-Hold OBC поддерживает минимальную мощность, а радиостанция находится в режиме приема. Если имеется достаточная мощность, радиостанция будет передавать сигнальный импульс чуть менее одного раза в минуту. Вся полезная нагрузка, магниторкеры и магнитометр выключены. CanX-1 переключается в режим безопасного хранения в любой чрезвычайной ситуации и остается в этом режиме до тех пор, пока не будет получено указание возобновить нормальную работу после внесения любых необходимых исправлений. Наземный оператор также может перевести его в режим безопасного удержания, если он не выполняет никаких задач или экспериментов в течение длительного периода времени.

Выпутывание/закручивание

CanX-1 переключается в режим раскачивания/затяжки только тогда, когда ему дана такая команда. Он предназначен для уменьшения скорости падения наноспутника, чтобы любые сделанные изображения не были размытыми в результате движения CanX-1. Этот режим также можно использовать для увеличения скорости переворачивания CanX-1, чтобы изображения можно было снимать в нескольких направлениях без длительных задержек. Он использует максимальную мощность, когда все три магнитометра и магнитометр включены одновременно, а все полезные нагрузки выключены, поскольку достаточная мощность может быть недоступна.

Полезная нагрузка активна

Payload Active — это нормальный режим работы CanX-1. Пикоспутник переключается в этот режим всякий раз, когда получает соответствующую команду. В активном режиме полезной нагрузки все полезные нагрузки включены, и CanX-1 передает импульс маяка каждую минуту, пока ему не будет дано указание отправить всю собранную телеметрию и изображения наземным операторам.

Полезная нагрузка и экспериментальные подсистемы

Миссия CanX-1 была предназначена для демонстрации высокопроизводительного космического корабля и включает в себя ряд полезных нагрузок и экспериментальных подсистем. ¹ К ним относятся:

КМОП-сканеры Agilent
Активная магнитная система контроля ориентации (ACS)
GPS-приемник
Бортовой компьютер (БК) на базе ARM7

КМОП-сканеры

Полезная нагрузка имидж-сканера на борту CanX-1 состоит из двух имидж-сканеров Agilent CMOS. Цветной формирователь изображения в сочетании с широкоугольным объективом предназначался в первую очередь для фотографирования Земли, а монохромный формирователь изображения в сочетании с узкоугольным объективом предназначался для проверки возможности получения изображений звезд, луны и горизонта, которые затем можно было используется для определения и контроля отношения.

Активная магнитная система контроля ориентации

CanX-1 имел магнитометр COTS вместе с тремя изготовленными по индивидуальному заказу системами магнитоторкерных катушек как часть активной магнитной системы ориентации (ACS). Магнитная система ACS предназначена для торможения спутника, чтобы гарантировать, что любые изображения, сделанные CanX-1, не будут размыты из-за вращения пикоспутника. Кроме того, CanX-1 должен был выполнять активное грубое наведение.

GPS-приемник

На борту CanX-1 также находился серийный коммерческий GPS-приемник (COTS). Пикоспутник, подключенный к двум антеннам для всенаправленного покрытия, предназначался для проверки функциональности приемника GPS в космосе, чтобы определить, можно ли использовать приемник для определения орбитальной позиции CanX-1.

Бортовой компьютер на базе ARMS7

CanX-1 был запущен со специально разработанным бортовым компьютером (OBC) на базе маломощного ядра ARM7, работающего на частоте до 40 МГц. Функциональность этого OBC должна была контролироваться на протяжении всего срока службы CanX-1.

CanX-2

Миссия наноспутника CanX-2 весом 3,5 килограмма заключается в оценке новых технологий, которые будут использоваться в миссии сдвоенных спутников CanX-4/CanX-5 в 2009 году для демонстрации управляемых группировок, летающих в космосе. Есть надежда, что эта технология группового полета позволит выполнять более крупные миссии по наблюдению Земли с высоким разрешением и интерферометрическим изображениям, которые также могут быть использованы в космической астрономии. Технологии, которые будут тестироваться на наноспутнике CanX-2, включали:

Новая двигательная система
Пользовательские радиоприемники
Датчики положения и исполнительные механизмы
Коммерческий GPS-приемник
Инфракрасный спектрометр в надире для мониторинга загрязнения (Аргус) ^[3]

Помимо оценки этих технологий, спутник также будет проводить эксперименты для других университетских исследователей по всей Канаде. Эти эксперименты включают эксперимент по радиозатмению GPS для определения характеристик верхних слоев атмосферы, атмосферный спектрометр для измерения парниковых газов (Argus), разработанный Йоркским университетом , и эксперимент по сетевой связи. Он также проведет несколько экспериментов с космическими материалами.

CanX-2 был запущен 28 апреля 2008 года с космодрома Сатиш Дхаван (SHAR) в составе NLS-4 группы спутников на борту ракеты-носителя полярных спутников (PSLV) C-9. ^[4]

По словам производителя реактивного колеса, используемого на CanX-2: «Колесо было включено и вращалось [и] работает правильно на орбите». ^[5]

CanX-3

CanX-3, также известный как BRIght Target Explorer ( BRITE ), представляет собой наноспутник, предназначенный для фотометрических наблюдений некоторых из самых ярких звезд на небе с целью изучения их изменчивости. Эти наблюдения должны быть примерно в десять раз точнее, чем любые наземные наблюдения.

Спутники представляют собой куб размером 20 см, в котором используется ряд технологий, проверенных на CanX-2.

Предварительный проект BRITE был завершен при поддержке ETech, а компоненты, которые будут интегрированы в наноспутник, в настоящее время проходят оценку в UTIAS/SFL. ^{[ нужно обновить ]}

CanX-4 и 5

CanX-4 и 5 — это пара спутников, которая будет использоваться для демонстрации группового полета с использованием технологии наноспутникового масштаба. ^[6] Эти два спутника будут запущены вместе, вместе введены в эксплуатацию, а затем разделены на орбите. Формы, которые будут исследованы, включают: вращение одного космического корабля мимо другого (так называемая проектируемая круговая орбита), орбита, на которой один спутник следует за другим (так называемая орбита вдоль траектории), и маневр для перехода с проектируемой круговой орбиты на по формированию пути.

Запуск CanX-4 и 5 состоялся 30 июня 2014 года с помощью индийской ракеты-носителя для полярных спутников (PSLV). ^[7] Миссия с двумя космическими кораблями стала первыми наноспутниками, продемонстрировавшими автономные групповые полеты с позиционным контролем на сантиметровом уровне. ^[8]

CanX-6

CanX-6 был последующей демонстрацией наноспутника для Университета Торонто и Института аэрокосмических исследований . CanX-6 был запущен в октябре 2007 года и был разработан для демонстрации ключевых аспектов космической системы автоматической идентификации COM DEV. ^[9]

CanX-7

CanX-7 (COSPAR 2016-059F, SATCAT 41788) был запущен 26 сентября 2016 года и сошёл с орбиты 21 апреля 2022 года. ^[10]

См. также

Система запуска наноспутников

Ссылки

^ Сарда, К.; Грант, К.; Иглсон, Стюарт; Кекез, Д.; Шах, Ами; Зи, Р. (2009). Канадский перспективный нанокосмический эксперимент 2. Орбитальные операции: один год расширения возможностей наноспутников (отчет). S2CID 118360048 .
^ «Новости» . Утиас / Sfl. Архивировано из оригинала 1 сентября 2013 года . Проверено 25 августа 2013 г.
^ «Инфракрасные спектрометры Аргус» . Thoth Technology Inc. Архивировано из оригинала 27 ноября 2013 года . Проверено 25 августа 2013 г.
^ «Система запуска наноспутников-4» . Архивировано из оригинала 5 апреля 2008 г. Проверено 25 августа 2013 г.
^ «Синклер Межпланетный» . Межпланетный корабль «Синклер» . Проверено 25 августа 2013 г.
^ Рот, Нильс Х.; Джонстон-Лемке, Брайан; Дамарен, Кристофер Дж.; Зи, Роберт Э. (январь 2011 г.). «Управление строем и ориентацией для полетов группы CanX-4 и CanX-5» . Тома трудов МФБ . 44 (1): 3033–3038. дои : 10.3182/20110828-6-it-1002.02870 . ISSN 1474-6670 .
^ «Запуски и характеристики на орбите: обновленная информация о миссиях наноспутников в Лаборатории космических полетов UTIAS» (PDF) . Cubesat.org. Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2015 г. Проверено 25 августа 2013 г.
^ Рот, Нильс Х.; Джонстон-Лемке, Брайан; Дамарен, Кристофер Дж.; Зи, Роберт Э. (январь 2011 г.). «Управление строем и ориентацией для полетов группы CanX-4 и CanX-5» . Тома трудов МФБ . 44 (1): 3033–3038. дои : 10.3182/20110828-6-it-1002.02870 . ISSN 1474-6670 .
^ Пранаджая, Фредди М.; Зи, Роберт Э. (июль 2009 г.). «Обычный наноспутниковый автобус: от космической астрономии к демонстрации группового полета и к адаптивному космосу» . 2009 Первая международная конференция по достижениям в области спутниковой и космической связи . стр. 134–140. дои : 10.1109/SPACOMM.2009.43 .
^ «Технические детали спутника CANX-7» .

[1] Сарда, К.; Грант, К.; Иглсон, Стюарт; Кекез, Д.; Шах, Ами; Зи, Р. (2009). Канадский перспективный нанокосмический эксперимент 2. Орбитальные операции: один год расширения возможностей наноспутников (отчет). S2CID 118360048 .

[2] «Новости» . Утиас / Sfl. Архивировано из оригинала 1 сентября 2013 года . Проверено 25 августа 2013 г.

[3] «Инфракрасные спектрометры Аргус» . Thoth Technology Inc. Архивировано из оригинала 27 ноября 2013 года . Проверено 25 августа 2013 г.

[4] «Система запуска наноспутников-4» . Архивировано из оригинала 5 апреля 2008 г. Проверено 25 августа 2013 г.

[5] «Синклер Межпланетный» . Межпланетный корабль «Синклер» . Проверено 25 августа 2013 г.

[6] Рот, Нильс Х.; Джонстон-Лемке, Брайан; Дамарен, Кристофер Дж.; Зи, Роберт Э. (январь 2011 г.). «Управление строем и ориентацией для полетов группы CanX-4 и CanX-5» . Тома трудов МФБ . 44 (1): 3033–3038. дои : 10.3182/20110828-6-it-1002.02870 . ISSN 1474-6670 .

[7] «Запуски и характеристики на орбите: обновленная информация о миссиях наноспутников в Лаборатории космических полетов UTIAS» (PDF) . Cubesat.org. Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2015 г. Проверено 25 августа 2013 г.

[8] Рот, Нильс Х.; Джонстон-Лемке, Брайан; Дамарен, Кристофер Дж.; Зи, Роберт Э. (январь 2011 г.). «Управление строем и ориентацией для полетов группы CanX-4 и CanX-5» . Тома трудов МФБ . 44 (1): 3033–3038. дои : 10.3182/20110828-6-it-1002.02870 . ISSN 1474-6670 .

[9] Пранаджая, Фредди М.; Зи, Роберт Э. (июль 2009 г.). «Обычный наноспутниковый автобус: от космической астрономии к демонстрации группового полета и к адаптивному космосу» . 2009 Первая международная конференция по достижениям в области спутниковой и космической связи . стр. 134–140. дои : 10.1109/SPACOMM.2009.43 .

[10] «Технические детали спутника CANX-7» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

v т и ← 2007 Орбитальные запуски в 2008 году. 2009 →
January	Thuraya 3 TecSAR Ekspress AM-33
February	Progress M-63 STS-122 (Columbus) Thor 5 Kizuna
March	Jules Verne ATV STS-123 (Kibō ELM-PS, Dextre, Spacelab MD002) USA-200 AMC-14 USA-201 DirecTV-11 SAR-Lupe 4
April	Soyuz TMA-12 ICO G1 C/NOFS Vinasat-1, Star One C2 Tianlian I-01 GIOVE-B Cartosat-2A, Rubin-8, AAUSat-2, CanX-2, CanX-6, Compass-1, CUTE-1.7 + APD II, Delfi-C3, SEEDS-2 Amos-3
May	Progress M-64 Galaxy 18 Kosmos 2437, Kosmos 2438, Kosmos 2439, Yubileiny Fengyun 3A STS-124 (Kibō PM)
June	ChinaSat 9 Fermi Skynet 5C, Türksat 3A Orbcomm FM29, Orbcomm FM37, Orbcomm FM38, Orbcomm FM39, Orbcomm FM40, Orbcomm FM41 OSTM/Jason-2 Kosmos 2440
July	Badr-6, ProtoStar 1 EchoStar XI SAR-Lupe 5 Kosmos 2441
August	Trailblazer, NanoSail-D, PRESat, Explorers Superbird-C2, AMC-21 Omid Inmarsat-4 F3 Tachys, Mati, Choma, Choros, Trochia
September	Huan Jing 1A, Huan Jing 1B GeoEye-1 Progress M-65 Nimiq-4 Galaxy 19 Kosmos 2442, Kosmos 2243, Kosmos 2444 Shenzhou 7 (Banxing-1) Ratsat
October	THEOS Soyuz TMA-13 IBEX Chandrayaan-1 (MIP) Shijian 6E, Shijian 6F COSMO-3 Venesat-1
November	Chuang Xin 1B, Shiyan Weixing 3 Astra 1M Kosmos 2445 STS-126 (Leonardo MPLM, PSSC-1) Progress M-01M
December	Yaogan 4 Kosmos 2446 Yaogan 5 Hot Bird 9, Eutelsat W2M Fengyun 2E Kosmos 2447, Kosmos 2448, Kosmos 2449
Launches are separated by dots ( • ), payloads by commas ( , ), multiple names for the same satellite by slashes ( / ). Crewed flights are underlined. Launch failures are marked with the † sign. Payloads deployed from other spacecraft are (enclosed in parentheses).

v т и ← 2013 Орбитальные запуски в 2014 году. 2015 →
January	GSAT-14 Thaicom 6 CRS Orb-1 (Flock-1 × 28, ArduSat-2, Lituanica SAT-1, LitSat-1, SkyCube, UAPSat-1) TDRS-L
February	Progress M-22M ABS-2, Athena-Fidus Türksat 4A USA-248 GPM Core, Ginrei, KSAT-2, INVADER, OPUSAT, STARS-II, TeikyoSat-3, ITF-1
March	Ekspress AT1, Ekspress AT2 Astra 5B, Amazonas 4A Kosmos 2494 Soyuz TMA-12M Shijian XI-06
April	USA-249 / DMSP-5D3 F19 Sentinel-1A IRNSS-1B Progress M-23M Ofek-10 USA-250 EgyptSat 2 SpaceX CRS-3 (KickSat) Luch 5V, KazSat-3
May	Kosmos 2495 Ekspress AM4R USA-251 USA-252 Kosmos 2496, Kosmos 2497, Kosmos 2498, Kosmos 2499 ALOS-2, Raijin-2, UNIFORM-1, SOCRATES, SPROUT Eutelsat 3B Soyuz TMA-13M
June	Kosmos 2500 / GLONASS-M 755 AprizeSat 9, AprizeSat 10, BRITE-Montreal, BRITE-Toronto, BugSat 1, Deimos-2, Hodoyoshi 3, Hodoyoshi 4, KazEOSat 2, Perseus-M1, Perseus-M2, SaudiSat-4, TabletSat-Aurora, UniSat-6 (Lemur-1, Tigrisat), Flock-1c × 11 SPOT 7, CanX-4, CanX-5
July	OCO-2 Gonets-M × 3 Meteor-M No.2 O3b × 4 CRS Orb-2 (Flock-1b × 28, TechEdSat-4) Orbcomm-OG2 × 6 Foton-M No.4 Progress M-24M USA-253 / GSSAP 1, USA-254 / GSSAP 2, USA-255 / ANGELS Georges Lemaître ATV
August	USA-256 AsiaSat 8 Yaogan 20 A, B, C WorldView-3 Gaofen 2, Heweliusz Galileo FOC-1, Galileo FOC-2
September	Chuangxin 1-04, Lingqiao AsiaSat 6 Yaogan 21, Tiantuo 2 MEASAT 3b, Optus 10 USA-257 SpaceX CRS-4 Soyuz TMA-14M Olimp-K Shijian XI-07
October	Himawari 8 IRNSS-1C ARSAT-1, Intelsat 30 Yaogan 22 Ekspress AM6 Chang'e 5-T1, 4M Shijian 11-08 Cygnus CRS Orb-3† (Arkyd-3†, Flock-1d × 26†) Progress M-25M USA-258 / GPS IIF 8 Meridian 7
November	Sasuke, Hodoyoshi 1, Kinshachi 1, Tsukushi, TSUBAME Yaogan 23 Yaogan 24 Kuaizhou 2 Soyuz TMA-15M Kosmos 2501
December	Hayabusa2, PROCYON, Shinen 2, DESPATCH Orion EFT-1 DirecTV-14, GSAT-16 CBERS-4 Yaogan 25 A, B, C USA-259 Yamal-401 O3b × 4 (FM9 to FM12) Kondor-E No.2 IPM Kosmos 2502 Resurs-P No.2 Yaogan 26 Astra 2G Fengyun 2-08
Launches are separated by dots ( • ), payloads by commas ( , ), multiple names for the same satellite by slashes ( / ). Crewed flights are underlined. Launch failures are marked with the † sign. Payloads deployed from other spacecraft are (enclosed in parentheses).

v т и ← 2015 Орбитальные запуски в 2016 году. 2017 →
January	Belintersat-1 Jason-3 IRNSS-1E Intelsat 29e Eutelsat 9B
February	BeiDou M3-S USA-266 / GPS IIF -12 Kosmos 2514 / GLONASS-M 751 Kwangmyŏngsŏng-4 USA-267 / Topaz-4 Sentinel-3A ASTRO-H / Hitomi
March	SES-9 Eutelsat 65 West A IRNSS-1F Resurs-P №3 ExoMars Trace Gas Orbiter, Schiaparelli EDM Soyuz TMA-20M Cygnus CRS OA-6 (Diwata-1, Flock-2e' × 20 , Lemur-2 × 9) Kosmos 2515 / Bars-M 2L BeiDou IGSO-6 Progress MS-02
April	Shijian-10 Dragon CRS-8, BEAM Sentinel-1B, MICROSCOPE, e-st@r-II Mikhailo Lomonosov IRNSS-1G
May	JCSAT-14 Yaogan 30 Galileo FOC-10, FOC-11 Thaicom 8 Kosmos 2516 / GLONASS-M 753 Ziyuan III-02, ÑuSat 1, 2
June	Kosmos 2517 / Geo-IK-2 №12 Intelsat 31 / DLA-2 USA-268 / Orion 9 BeiDou G7 Eutelsat 117 West B, ABS-2A Cartosat-2C, M3MSat, Flock-2p × 12, SathyabamaSat, Swayam MUOS-5 Chinese next-generation crew capsule scale model Shijian 16-02
July	Soyuz MS-01 Progress MS-03 Dragon CRS-9 USA-269 / NROL-61
August	Tiantong-1 01 Gaofen-3 JCSAT-16 QUESS / Mozi / Micius USA-270 / GSSAP-3, USA-271 / GSSAP-4 Intelsat 33e, Intelsat 36 Gaofen-10†
September	AMOS-6† INSAT-3DR OSIRIS-REx Ofek-11 Tiangong-2 SkySat × 4 ScatSat-1, Alsat-1B, Alsat-2B, BlackSky Pathfinder-1, Pratham, CanX-7, PISat
October	Sky Muster II, GSAT-18 Shenzhou 11 Cygnus CRS OA-5 (Lemur-2 × 4) Soyuz MS-02
November	Himawari 9 Shijian-17 XPNAV 1 WorldView-4, CELTEE 1, Prometheus-2 × 2, AeroCube 8 × 2, U2U, RAVAN Yunhai-1 Galileo FOC 7, 12, 13, 14 Soyuz MS-03 GOES-R Tianlian I-04
December	Progress MS-04 Göktürk-1 Resourcesat-2A WGS-8 HTV-6 / Kounotori 6, (EGG, TuPOD, UBAKUSAT, AOBA-VELOX, STARS, FREEDOM, ITF, Waseda-SAT, OSNSAT, Tancredo-1, TechEDSat, Lemur-2 × 4) Fengyun 4A CYGNSS × 8 EchoStar 19 Arase / ERG TanSat, Spark × 2 Star One D1, JCSAT-15 SuperView / Gaojing-1 01, 02, Bayi Kepu 1
Launches are separated by dots ( • ), payloads by commas ( , ), multiple names for the same satellite by slashes ( / ). Crewed flights are underlined. Launch failures are marked with the † sign. Payloads deployed from other spacecraft are (enclosed in parentheses).