Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Изображение (значения) .
ИЗОБРАЖЕНИЕ
Изображение-космический корабль-iso-view.gif
Схема космического корабля IMAGE
ИменаТепловизор для Global Exploration
Explorer 78 от магнитопаузы до полярного сияния
Тип миссииМагнитосферная физика
ОператорНАСА  / Лаборатория прикладной физики Годдарда
COSPAR ID2000-017A
SATCAT нет.26113
Интернет сайтплутон .space .swri .edu / IMAGE /
изображение .gsfc .nasa Пра
Продолжительность миссииПланируется: 2 года [1]
Окончание: 5 лет, 8 месяцев, 22 дня
Свойства космического корабля
ПроизводительLockheed Martin Missiles & Space
Southwest Research Institute
Стартовая масса494 кг (1089 фунтов) [1]
Масса полезной нагрузки210 кг (463 фунта) [2] : 17
РазмерыАвтобус: 2,25 × 1,52 м (7,4 × 5,0 футов) [1]
Развернутый: 504 × 22 м (1652 × 71 фут) [1]
Мощность286 Вт [1] ( солнечные батареи GaAs, батареи Super NiCd )
Начало миссии
Дата запуска25 марта 2000 г., 20:34: 43.929 UTC [3] ( 2000-03-25UTC20: 34: 43 ) 
РакетаДельта II 7326-9.5 # 277 [4]
Запустить сайтVandenberg SLC-2W
ПодрядчикУслуги по запуску Boeing
Конец миссии
УтилизацияКонтакт потерян
Последний контакт18 декабря 2005 г., 07:39  UTC [5] (2005-12-18UTC07:40)
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимПолярный
Большая полуось29,880 км (18,567 миль)
Эксцентриситет0,75308
Высота перигея1000 км (621 миль)
Высота апогея46,004 км (28,586 миль)
Наклон90,01 °
Период856 минут
РААН192.74 °
Аргумент перигея319,86 °
Эпоха25 марта 2000 г., 16:30:34 UTC [6] [7]
Инструменты
RPIРадиоплазменный тепловизор
ЛЕНАНизкоэнергетический нейтральный атомный тепловизор
MENAТепловизор нейтрального атома средней энергии
HENAВысокоэнергетический нейтральный атомный тепловизор
FUVТепловизор дальнего ультрафиолета
EUVЭкстремальный ультрафиолетовый тепловизор
 

IMAGE ( Imager для магнитосферы Земли к Aurora Global Exploration ) является НАСА Средней Explorers миссии , которая изучала глобальный ответ из Земли «с магнитосферы на изменения в солнечном ветре . Считалось, что он утерян, но по состоянию на август 2018 года может быть восстановлен. Он был запущен 25 марта 2000 года ракетой Delta II с авиабазы ​​Ванденберг в рамках двухлетнего полета. Почти шесть лет спустя он неожиданно прекратил работу в декабре 2005 года во время расширенной миссии и был объявлен потерянным. [8] Космический корабль был частью программы НАСА по соединению Солнца и Земли., и за время его проведения было опубликовано более 400 научных статей в рецензируемых журналах с использованием его данных. [9] В нем были специальные камеры, которые позволили совершить прорыв в понимании динамики плазмы вокруг Земли. Главным исследователем был Джим Берч из Юго-Западного исследовательского института .

В январе 2018 года любительский спутниковый трекер обнаружил, что он передает некоторые сигналы обратно на Землю. [10] [11] НАСА предприняло попытки установить связь с космическим кораблем и определить его статус полезной нагрузки, но ему пришлось отследить и адаптировать старое оборудование и программное обеспечение к существующим системам. [12] 25 февраля контакт с IMAGE был снова утерян, но 4 марта 2018 года был восстановлен. Сигнал снова пропал 5 августа 2018 года. В настоящее время ведутся восстановительные работы, и в случае успеха НАСА может решить профинансировать возобновленную миссию. [13]

Обзор [ править ]

IMAGE был первым космическим аппаратом, предназначенным для получения изображений магнитосферы Земли . [1] ИЗОБРАЖЕНИЯ был космический аппарат , разработанный среднего класса Проводники программы (MIDEX), и это был первый космический аппарат , посвященный наблюдения магнитосферу Земли, производя комплексные глобальные изображения из плазмы во внутренней магнитосфере. Аппарат IMAGE был выведен на орбиту 1000 × 46 000 км вокруг Земли с наклоном 90 ° (проход над полюсами ) и периодом 14,2 часа.

Получая изображения каждые 2 минуты в длинах волн, невидимых человеческому глазу, он позволил детально изучить взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой и реакцию магнитосферы во время магнитной бури . Со своей далекой орбиты космический корабль произвел множество изображений ранее невидимой области космоса во внутренней магнитосфере, что превзошло все его научные цели. Старший обзор в 2005 году, как раз перед его потерей, описал миссию как «чрезвычайно продуктивную» [14] , подтвердив несколько теоретических предсказаний (например, плазменная сферашлейфы, впрыскивание кольцевого тока до полуночи и непрерывное антипараллельное пересоединение), открыли множество новых и неожиданных явлений (например, плечи плазмосферы, субавроральные протонные дуги и вторичный межзвездный поток нейтральных атомов) и ответили на ряд нерешенных вопросов, касающихся область источника километрового континуума излучения, роль импульсов давления солнечного ветра в ионосферном истечении и взаимосвязь между протонными и электронными сияниями во время суббурь. [14] [15] Когда космический корабль замолчал в декабре 2005 года, было одобрено продление миссии до 2010 года. [14]

Стоимость IMAGE оценивается в 132 миллиона долларов США , включая космический корабль, приборы, ракету-носитель и наземные операции. [1]

Полезная нагрузка [ править ]

Его научная полезная нагрузка состоит из трех наборов инструментов : [1]

  • Формирователи изображений энергетических нейтральных атомов (LENA, MENA, HENA) - эти инструменты используют атомы водорода, гелия и кислорода в экзосфере для формирования изображений и определения свойств их родительских ионов с низкой, средней и высокой энергией. HENA, формирователь изображений с нейтральным атомом высокой энергии, представляет собой модифицированную версию датчика MIMI / INCA (прибор для получения изображений магнитосферы / ионная и нейтральная камера), использовавшийся в миссии Кассини – Гюйгенс .
  • Ультрафиолетовые формирователи изображения (FUV и EUV) - формирователи изображений в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUV) обнаруживают свет от атомов гелия в плазмосфере Земли . В тепловизоре дальнего ультрафиолета (FUV) используются три детектора для отображения полярных сияний на разных длинах волн и измерения распределения различных ионов.
  • Радиоплазменный тепловизор (RPI) - этот инструмент использует импульсы радиоволн для изображения всего объема магнитного поля Земли. Благодаря антенне длиной 502 метра он излучает всплеск радиоволн, которые отражаются от облаков заряженных частиц между внешней границей плазмосферы вплоть до границы, где на магнитное поле Земли воздействует солнечный ветер . RPI также измеряет естественные плазменные волны в месте нахождения космического корабля.

Центральный процессор данных приборов (CIDP), а также подсистема обработки команд и данных (главный бортовой компьютер) были построены на базе проверенных на практике процессоров авионики IBM RAD6000 . [1]

Потеря [ править ]

18 декабря 2005 г. спутник не смог выйти на ожидаемый контакт в 16:20 UTC. Предыдущий контакт завершился успешно в 07:39 того же дня без каких-либо признаков проблемы. [16] : 14 В течение следующих дней и недель команды посылались «вслепую», чтобы перезагрузить передатчик, сменить антенны или иным образом попытаться восстановить контакт с космическим кораблем, но никакого сигнала (даже немодулированной несущей ) не было. получила. Усилия по восстановлению включали использование разных антенн DSN , использование наземных станций сторонних производителей на случай систематической ошибки DSN, отсутствие передачи команд в течение нескольких дней для запуска 72-часового сторожевого таймера., увеличение мощности передачи в случае неправильного выравнивания антенны, а также оптические и радиолокационные наблюдения за спутником для проверки наличия мусора, изменения скорости вращения или изменения орбиты, указывающих на столкновение или другое повреждение. [16] : 16–17

Космическому кораблю также было приказано немного увеличить скорость вращения и асимметрично включить нагреватели. При наблюдении это будет означать, что он может принимать команды, но не передавать. Никаких изменений не было замечено, и позже анализ показал, что изменение температуры было бы необнаружимым. [5] : 9–10 Попытка понаблюдать за температурой корабля, чтобы определить, полностью ли он мертв или потребляет энергию, ожидаемую в безопасном режиме, оказалась безрезультатной. [5] : 10–11

Тщательный анализ отказов показал, что среди возможных причин внезапной двунаправленной потери связи твердотельный преобразователь мощности (SSPC) для транспондера имел, среди своих функций, «мгновенное отключение» в ответ на сильноточный (100  А ) короткое замыкание . [17] Что особенно важно, о таком отключении не сообщалось в выходных данных телеметрии источника питания, и этот недостаток не был задокументирован. [18] Поскольку это не было задокументировано, аппаратное и программное обеспечение космического корабля не предусматривало попытки сбросить SSPC, если он сообщал о хорошем состоянии. [17] [5] : 13 Это приведет к наблюдаемым симптомам: отсутствие радиосвязи с явно неповрежденным космическим кораблем. [5] : 1,12–13,22,29–31

Хотя такое короткое замыкание было бы почти невозможно без смертельного повреждения космического корабля, отключение могло быть ложным срабатыванием единственного события, вызванного радиацией . [17] [5] : 1,30–31 Это можно было просто исправить, выключив и снова отключив питание, но конструкция космического корабля не оставляла ни возможности послать такую ​​команду, ни встроенной.

Та же проблема с той же моделью источника питания затронула спутники EO-1 и WMAP (запущенные после IMAGE) [5] : 1,13, но они смогли восстановиться.

В январе 2006 года НАСА объявило миссию завершенной, заявив, что «предварительный анализ показал, что подсистемы электропитания корабля вышли из строя, что сделало его безжизненным». [9] Несмотря на это, они продолжали попытки установить контакт. В начале 2006 года НАСА созвало совет экспертов, чтобы выяснить, что пошло не так. Через несколько месяцев они создали отчет, в котором предположили, что IMAGE сработал выключателем питания и может исправить это само. [19]

Была надежда, что затмение, когда космический корабль прошел сквозь тень Земли в октябре 2007 года, приведет к достаточно глубокому провалу напряжения питания, что вызовет полный сброс шины, что вызовет цикл питания подозрительного источника питания. [5] : 14–18 Однако попытки связаться с кораблем после этого затмения не увенчались успехом. [10]

Усилия по восстановлению [ править ]

20 января 2018 года канадский радиолюбитель и спутниковый трекер Скотт Тилли обнаружил, что вещает IMAGE , и сообщил об этом в НАСА. Он сканировал S-диапазон (микроволны) в надежде найти спутник Зума . [10] [20]

24 января 2018 года Ричард Берли из НАСА сообщил, что они пытались установить связь со спутником, используя сеть дальнего космоса НАСА . [21] Двумя днями позже Берли сообщил, что инженеры Центра космических полетов Годдарда успешно получили сигнал, [22] и подтвердили 30 января 2018 года, что источником является ИЗОБРАЖЕНИЕ. [12] Неизвестно, когда спутник начал вещание, но повторное изучение старых данных, записанных Тилли и другим спутниковым трекером Сисом Бассой, показало передачи с того же спутника в октябре 2016 и мае 2017 года. [23] Басса выдвинул гипотезу, что, хотя затмение 2007 года не смогло перезагрузить спутник, другое помогло, вероятно, где-то между 2014 и 2016 годами [19].

8 февраля 2018 года НАСА опубликовало подробный отчет о восстановлении спутника IMAGE. [24] Спутник передавал данные, выходящие за рамки простой телеметрии, что указывает на то, что некоторые из его шести бортовых приборов все еще были активны. [25] Инженеры НАСА пытаются определить статус спутника, [12] но поскольку тип программного и аппаратного обеспечения, используемого в Центре управления полетами IMAGE, был отброшен и больше не существует, они находятся в процессе адаптации старого программного обеспечения и баз данных для их современные системы и найти заменяющее оборудование. [12] [26] [27]

25 февраля 2018 года НАСА снова потеряло контакт со спутником, но не так, как в 2005 году. Ричард Берли, бывший директор миссии IMAGE, заявил, что, по его мнению, существует проблема с осью вращения IMAGE по отношению к его среде. размещение антенны усиления. Если НАСА сможет восстановить контроль над космическим кораблем и можно будет оценить состояние данных и наземных систем, оно решит, сможет ли оно профинансировать перезапуск миссии. [13]

4 марта 2018 года Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса сообщила об обнаружении сигнала со спутника, но он был слишком слабым, чтобы его можно было зафиксировать. [28]

9 мая 2018 года Скотт Тилли снова обнаружил сильный сигнал от IMAGE. Через несколько часов инженеры НАСА и APL зафиксировали сигнал и получали данные телеметрии. Команды были переданы в IMAGE, но по неизвестным причинам космический корабль подтвердил получение только части этих команд. [28]

28 августа 2018 года НАСА объявило, что команда IMAGE перестала принимать какие-либо сигналы со спутника, как это было раньше зимой [28], и продолжит попытки отправки команд. [29]

20 января 2019 года прошел полный год с момента повторного открытия космического корабля, и с 5 августа 2018 года он оставался вне связи.

Галерея [ править ]

  • Фотографии ИЗОБРАЖЕНИЯ

  • Монтаж ложных изображений ультрафиолетового сияния австралис

  • Изображение ультрафиолетового свечения относительно холодной плазмы, окружающей Землю.

  • Сияния , как видно на дальневосточные Ultraviolet (FUV) томограф

  • Фальшивое цветное изображение ультрафиолетовых сияний от частиц, возбужденных столкновениями с протонами, так называемых протонных сияний

  • ИЗОБРАЖЕНИЕ готовится

См. Также [ править ]

  • Галактика 15
  • Список статей по физике плазмы
  • Магнитосферная многомасштабная миссия
  • Зомби Спутник

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i "Пресс-кит для миссии IMAGE" (PDF) . НАСА. Марта 2000 года . Проверено 28 января 2018 .
  2. ^ Берч, JL, изд. (2000). Миссия IMAGE . Springer Science + Business Media . DOI : 10.1007 / 978-94-011-4233-5 . ISBN 978-94-010-5837-7.
  3. ^ Airapetian, V .; Sedlak, J .; Хашмолл, Дж. (2001). Характеристики автономных звездных трекеров на орбите (PDF) . Симпозиум по механике полета. 19–21 июня 2001 г. Центр космических полетов Годдарда, Гринбелт, Мэриленд. НАСА / CP-2001-209986.
  4. ^ "Ракета Дельта 2" . Космический полет сейчас . 25 марта 2000 . Проверено 28 января 2018 .
  5. ^ a b c d e f g h "Заключительный отчет Совета по анализу отказов IMAGE: Краткое содержание" (PDF) . НАСА. 19 сентября 2006 г.
  6. ^ "ИЗОБРАЖЕНИЕ - Орбита космического корабля" . Координированный архив данных космической науки НАСА . Проверено 28 января 2018 .
  7. ^ "ИЗОБРАЖЕНИЕ Окончательные данные об орбите" . Юго-Западный научно-исследовательский институт . Проверено 28 января 2018 .
  8. ^ "ИЗОБРАЖЕНИЕ - Детали космического корабля" . Координированный архив данных космической науки НАСА . Проверено 25 января 2018 года .
  9. ^ а б Хапп, Эрика; Нил, Нэнси; Стейгервальд, Билл (20 января 2006 г.). «Миссия НАСА по магнитному полю окончена» . НАСА. 06-030.
  10. ^ a b c Тилли, Скотт (21 января 2018 г.). "Давно мертвый спутник НАСА" IMAGE "жив!" . Загадки неба . Проверено 1 февраля 2018 .
  11. ↑ Чан, Афина (28 января 2018 г.). "Потерянный спутник НАСА, найденный спустя десятилетие астрономом-любителем" . Tech Times . Проверено 28 января 2018 .
  12. ^ a b c d Гарнер, Роб; Хэтфилд, Майлз (2 февраля 2018 г.). «Последние данные из изображения показывают функциональную мощность космического корабля» . НАСА . Проверено 4 февраля 2018 года .
  13. ^ a b Флейшман, Гленн (апрель 2018 г.). "НАСА снова, снова и снова спутник" . Воздух и космос . Проверено 22 марта 2018 .
  14. ^ a b c Берч, Джеймс Л .; Мур, Томас Э .; Грин, Джеймс Л .; Fuselier, Stephen A .; Frey, Harald U .; Гольдштейн, Джерри (2005). Тепловизор для глобального исследования магнитопаузы и полярного сияния (IMAGE) (PDF) . Senior Review 2005. 5 октября 2005 г. Сан-Антонио, Техас.
  15. ^ «ИЗОБРАЖЕНИЕ Основные моменты миссии» . Юго-Западный научно-исследовательский институт . Проверено 4 февраля 2018 года .
  16. ^ a b Приор, Майк (21 апреля 2006 г.). «Финальная презентация Совета по рассмотрению отказов IMAGE» (PDF) . НАСА.
  17. ^ a b c Харди, Терри Л. (16 апреля 2012 г.). Безопасность программного обеспечения и систем: аварии, инциденты и извлеченные уроки . АвторДом . п. 57. ISBN 978-1-4685-7470-8.
  18. ^ Отказ от сообщения был преднамеренным, так как в приложениях, не связанных с космическими кораблями, было бы опасно автоматически восстанавливать питание в таком случае, в то время как в космическом корабле отказ от приема означает потерю миссии, поэтому терять больше нечего.
  19. ^ a b Селк, Ави (31 января 2018 г.). «НАСА потеряло контакт со спутником 12 лет назад. Любитель только что нашел его сигнал» . Вашингтон Пост . Проверено 1 февраля 2018 .
  20. ^ Voosen, Пол (26 января 2018). «Астроном-любитель обнаруживает возрожденный спутник НАСА» . Наука . Американская ассоциация развития науки . Проверено 28 января 2018 .
  21. ↑ Берли, Ричард Дж. (24 января 2018 г.). "Re: НАСА ИЗОБРАЖЕНИЕ - Возвращение из мертвых" . SeeSat-L (список рассылки) - через Скотта Тилли.
  22. ↑ Берли, Ричард Дж. (26 января 2018 г.). "Fwd: 20180126 Статус ОБРАЗЦА" . SeeSat-L (список рассылки) - через Скотта Тилли.
  23. ↑ Bassa, Cees (30 января 2018 г.). "Когда ИЗОБРАЖЕНИЕ вернулось из мертвых?" . Загадки неба . Проверено 9 февраля 2018 .
  24. ↑ Блумберг, Сара (8 февраля 2018 г.). «Подробный график восстановления миссии IMAGE» . НАСА . Проверено 10 февраля 2018 .
  25. ↑ Маккей, Том (27 января 2018 г.). «Спустя десятилетие давно умерший спутник НАСА IMAGE, возможно, вернулся к жизни» . Gizmodo .
  26. ^ Cofield, Калла (31 января 2018). «Сигнал, обнаруженный астрономом-любителем, пришел с давно потерянного спутника, подтверждает НАСА» . Space.com . Проверено 4 февраля 2018 года .
  27. ^ Szondy, Дэвид (30 января 2018). «НАСА попытается восстановить потерянный спутник IMAGE» . Новый Атлас .
  28. ^ a b c Хэтфилд, Майлз. «Последние обновления НАСА по восстановлению изображений» . НАСА . Проверено 12 октября 2018 года .
  29. ↑ Томпсон, Эйвери (30 августа 2018 г.). «НАСА уже потеряло спутник, которое только что нашло в январе» . Популярная механика . Проверено 31 августа 2018 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт IMAGE от НАСА / Годдарда
  • Сайт IMAGE Юго-Западного исследовательского института
  • NASA Connect - ИЗОБРАЖЕНИЕ спутника магнитосферы на YouTube
  • НАСА ИЗОБРАЖЕНИЕ Спутниковые снимки кислорода в магнитосфере Земли на YouTube