ЭкзоКуб (CP-10)
 | |
| Оператор | НАСА/Лаборатория реактивного движения, Проект пикоспутника Калифорнийского политехнического института (PolySat) |
|---|---|
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2015-003E |
| САТКАТ нет. | 40380 |
| Пройденное расстояние | 669 км |
| Свойства космического корабля | |
| Производитель | НАСА/Лаборатория реактивного движения, Проект пикоспутника Калифорнийского политехнического института (PolySat) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 31-01-2015 |
| Орбитальные параметры | |
| Большая полуось | 6609 км |
| Высота периапсиса | 234,5 км |
| Высота апоапсиса | 242,8 км |
| Наклон | 99,1° |
| Период | 89,1 минут |
| Груз | |
| Масса | 4 кг |
ExoCube (CP-10) — спутник космической погоды, разработанный Калифорнийским политехническим университетом Сан-Луис-Обиспо и спонсируемый Национальным научным фондом . Это один из многих миниатюрных спутников , соответствующих стандарту CubeSat . Основная задача ExoCube — измерение плотности водорода, кислорода, гелия и азота в экзосфере Земли . Он характеризует [O], [H], [He], [N2], [O+], [H+], [He+], [NO+], а также полную плотность ионов над наземными станциями, радар некогерентного рассеяния ( ISR) станций, причем периодически по всей орбите. Он был запущен на борту ракеты Delta II с основной полезной нагрузкой NASA SMAP с авиабазы Ванденберг в Калифорнии 31 января 2015 года. [1]
Дизайн
[ редактировать ]ExoCube — это спутник CubeSat высотой 3 U (30 x 10 x 10 см). ExoCube был развернут с помощью P-POD (Poly-Picosatellite Orbital Deployer), универсальной системы развертывания CubeSat. Спутник оснащен экологической камерой для научной полезной нагрузки и системой управления определением ориентации (ADCS).
Экологическая камера спутника представляет собой корпус для двух научных инструментов: миниатюрного масс- спектрометра и ионного датчика. Камера фиксирует инструменты и обеспечивает необходимые условия для точного сбора данных. Он также служит для защиты прибора от влаги перед запуском. камера продувается гексафторидом серы В целях защиты прибора в ожидании даты запуска.
ExoCube также оснащен системой ориентации , которая позволяет позиционировать инструменты и обеспечивать стабильность спутника. Для управления ExoCube оснащен двумя раздвижными стрелами с латунными массами, расположенными на их концах. Это обеспечивает стабилизацию гравитационного градиента , что помогает выровнять спутник в правильную ориентацию по двум осям с точностью до ±10°. Дальнейшая точная настройка ориентации спутника осуществляется магниторекторами . Эти устройства используют генерируемые магнитные поля тока, которые взаимодействуют с магнитным полем Земли для ориентации спутника. Это позволит научной полезной нагрузке спутника провести правильные измерения. Спутник также оснащен импульсным колесом с крутящим моментом 10 мНм от Sinclair Interplanetary, которое обеспечивает связь осей крена и рыскания для обеспечения гироскопической устойчивости. Для определения точности ExoCube оснащен магнитометрами и датчиками Солнца на каждой из его сторон, а также на развертываемых стрелах.
Миссия
[ редактировать ]ExoCube — это совместная работа, разрабатываемая Scientific Solutions, NASA Goddard , Калифорнийским политехническим государственным университетом — Сан-Луис-Обиспо, Университетом Висконсина и Университетом Иллинойса. Проект ExoCube начался в 2011 году. Проектирование и строительство автобуса спутника было поручено компании PolySat из Калифорнийского политехнического государственного университета в Сан-Луис-Обиспо. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА предоставил полезную нагрузку датчика - времяпролетный масс-спектрометр. Научная группа, состоящая из Университета Висконсина в Мэдисоне, Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и компании Scientific Solutions, отвечает за сбор, калибровку и интерпретацию данных миссии. Являясь ведущей организацией Scientific Solutions, Inc (SSI), она отвечает за управление и надзор программы.
ExoCube был одной из четырех вторичных полезных нагрузок на ELaNa-X SMAP, запущенном 31 января 2015 года. Спутник имеет полярную орбиту высотой примерно 400 x 670 км и наклонением 98 градусов. Ожидаемый срок службы ExoCube на орбите составит 8 лет, а ожидаемый минимальный срок миссии - 6 месяцев.
Связь с ExoCube осуществляется через наземную станцию УВЧ Маркони, которая расположена в Калифорнийском политехническом государственном университете в Сан-Луис-Обиспо.
Научные данные и полезная нагрузка
[ редактировать ]ExoCube получит глобальные знания о плотности [O], [H], [He], [N2], [O+], [H+], [He+], [NO+] в верхней ионосфере и нижней экзосфере. . Ключевые научные задачи включают исследование глобальной, суточной и сезонной изменчивости верхних слоев атмосферы, процессов перезарядки, реакции атмосферы на геомагнитные бури, а также проверку эмпирических и климатологических моделей атмосферы. На спутнике используется стробируемый времяпролетный спектрометр.
Атомный кислород и гелий не измерялись на месте с начала 1980-х годов, в эпоху Dynamics Explorer . Водород никогда не измерялся напрямую на месте в районе миссии. Предоставляя измерения над Аресибо, Висконсином, Китт-Пиком и Серро-Тололо, ExoCube поможет во взаимном сравнении и проверке данных наземных наблюдений с соответствующих мест. Эти измерения выполняются с использованием пассивной оптической интерферометрии и фотометрии нейтрального свечения атмосферы, а также активного ISR для характеристики местной ионосферы .
Измерения плотности также будут использоваться для характеристики климатологии верхней ионосферы и состава нижней экзосферы. Наличие наклона орбиты и прецизионных возможностей ExoCube позволит надежно оценить суточную плотность и изменения состава. Ожидаемый минимум шестимесячный срок службы миссии позволит сравнивать условия равноденствия и солнцестояния.
Научная полезная нагрузка включает в себя два инструмента, которые вместе называются EXOS. Приборами являются анализатор угла нейтральной статической энергии (NSEAA), анализатор статической энергии ионов (ISEAA) и монитор общего количества ионов (TIM). Научная полезная нагрузка, выполняющая экспериментальные измерения, была предоставлена NASA-GSFC. Университет Висконсина в Мэдисоне проводит испытания и анализ полученных данных.
Ссылки
[ редактировать ]- https://web.archive.org/web/20131024142432/http://sci-sol.com/index.html
- https://web.archive.org/web/20141005000746/http://polysat.calpoly.edu/in-development/cp10-exocube/
- http://space.skyrocket.de/doc_sdat/exocube.htm
- https://www.nsf.gov/geo/ags/uars/cubesat/nsf-nasa-annual-report-cubesat-2013.pdf
- http://space.skyrocket.de/doc_sdat/exocube.htm
- http://mstl.atl.calpoly.edu/~bklofas/Presentations/DevelopersWorkshop2013/Jorgensen_NSF_CubeSat_keynote.pdf . Архивировано 16 июля 2019 г. на Wayback Machine.