Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"MarCO" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Марко (значения) .
Марс Куб Один (A и B)
Тип миссииТест реле связи
Марс пролетает
ОператорНАСА
Интернет сайтwww .jpl .nasa .gov / cubesat / mission / marco .php
Свойства космического корабля
Тип космического корабля6U CubeSat
ПроизводительJPL
Стартовая масса13,5 кг (30 фунтов) каждый [1]
Начало миссии
Дата запуска5 мая 2018 , 11:05 UTC [2] ( 2018-05-05 )
РакетаАтлас V 401
Запустить сайтБаза ВВС Ванденберг SLC-3E
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Конец миссии
Последний контактMarCO-A: 4 января 2019 г. [3] MarCO-B: 29 декабря 2018 г. [3] ( 2019-01-04 ) ( 2018-12-29 )
Параметры орбиты
Справочная системагелиоцентрический
Облет Марса
Ближайший подход26 ноября 2018, 19:52:59 UTC ( 2018-11-26UTC19: 52: 59 ) 
Расстояние3500 км (2200 миль) [4]
Marco-logo-bw.png 

Mars Cube One (или MarCO ) - это миссия облета Марса, запущенная 5 мая 2018 года вместе с миссией НАСА InSight на Марс. [5] Он состоял из двух нанокосмических аппаратов, MarCO-A и MarCO-B , которые обеспечивали канал связи в реальном времени с Землей для InSight во время входа, спуска и посадки (EDL) 26 ноября 2018 года, когда InSight не работал. прямая видимость с Земли. [6] Оба космических корабля были CubeSats 6U., и миссия была испытанием новых миниатюрных коммуникационных и навигационных технологий. Это были первые CubeSats, которые работали за пределами околоземной орбиты, и помимо телекоммуникаций они также проверяли выносливость CubeSats в глубоком космосе. 5 февраля 2019 года НАСА сообщило, что оба спутника CubeSats замолчали к 5 января 2019 года и вряд ли о них снова услышат. [3] В августе 2019 года спутники CubeSats были отмечены за их роль в успешной посадке посадочного модуля InSight на Марс. [7]

InSight спускаемый аппарат повторно передают свою телеметрическую информацию во время посадки, которая продемонстрировала новую систему ретрансляции и технологии для использования в будущем в миссиях в других органах Солнечной системы. Это предоставило альтернативу орбитальным аппаратам для ретрансляции информации и достигло порога развития технологий.

После того, как спутники MarCO замолчали в январе 2019 года, была вероятность того, что связь со спутниками может быть восстановлена ​​во второй половине 2019 года, когда спутники переместятся в более благоприятное место в космосе. НАСА начало кампанию по установлению связи со спутниками в сентябре 2019 года. Попытки установить связь не увенчались успехом, и 2 февраля 2020 года НАСА объявило о завершении миссии Mars Cube One. [8]

Обзор [ править ]

MarCO A и B отслеживают посадку InSight (концепция художника)

Mars Cube One - первый космический корабль, построенный в форме CubeSat, который будет работать за пределами околоземной орбиты для миссии в дальний космос. CubeSat состоит из небольших компонентов, которые желательны по нескольким причинам, включая низкую стоимость строительства [9], быструю разработку, простые системы и легкость развертывания на низкой околоземной орбите . Они использовались для многих исследовательских целей, в том числе: биологические исследования, картографические миссии и т. Д. Технология CubeSat была разработана Политехническим университетом Калифорнии и Стэнфордским университетом., с целью быстрых и простых проектов, которые позволят студентам использовать эту технологию. Они часто упаковываются как часть полезной нагрузки для более крупной миссии, что делает их еще более рентабельными. [10]

Два космических корабля Mars Cube One идентичны и официально называются MarCO-A и MarCO-B и были запущены вместе для резервирования; инженеры JPL прозвали их « ВАЛЛ-И» и « ЕВА» в честь главных героев мультфильма « ВАЛЛ-И» . [11] [12] Стоимость миссии MarCo составила 18,5 миллионов долларов США. [13]

Инженеры JPL MarCO рассматривают пролет Марса как демонстрацию технологии, которая может привести к еще большему количеству недорогих целевых небольших спутниковых миссий за пределами орбиты Земли. [14] Наблюдая за выполнением миссии MarCO, НАСА предложило потратить больше денег на CubeSats в качестве дополнения к многомиллиардным проектам, которые иногда откладываются на несколько лет. [15]

Запуск и круиз [ править ]

Запуск Mars Cube One осуществлялся программой NASA Launch Services Program . Первоначально запуск был запланирован на 4 марта 2016 года на Atlas V 401 [16], но миссия была перенесена на 5 мая 2018 года из-за серьезной ошибки при испытании научного прибора InSight . [17] Ракета Atlas V запустила космический корабль вместе с InSight , затем два MarCO разделились вскоре после запуска и полетели по собственной траектории к Марсу [18] , чтобы проверить выносливость и навигацию CubeSats в глубоком космосе. [19] [20]

Во время крейсерской фазы два космических корабля находились на расстоянии примерно 10 000 км (6200 миль) от InSight на каждом фланге для безопасности, и расстояние сокращалось по мере приближения трех космических кораблей к Марсу. [13] Ближайшее расстояние до Марса составляло 3500 км (2200 миль). [4]

Цели [ править ]

Вид на Марс с MarCO-B во время его пролета 26 ноября 2018 г. Само это изображение предоставило полезные атмосферные данные. [21]

Основная задача MarCO - испытать новые миниатюрные технологии связи и навигации. Они смогли обеспечить ретрансляцию связи в реальном времени, пока посадочный модуль InSight находился в фазе входа, спуска и посадки (EDL). [22]

Космические корабли MarCO были запущены в паре (названные WALL-E и EVE для персонажей фильма ) для резервирования и летели по обе стороны от InSight . Хотя вокруг Земли находится большое количество CubeSat, Mars Cube One - первая миссия CubeSat, вышедшая за пределы земной орбиты. Это позволило собрать уникальные данные за пределами атмосферы и орбиты Земли. Помимо использования в качестве реле связи, они также проверили выносливость компонентов CubeSat и возможности навигации в глубоком космосе. Таким образом, вместо того, чтобы ждать несколько часов, пока информация будет ретранслироваться обратно на Землю непосредственно с посадочного модуля InSight , MarCO ретранслирует критически важные данные EDL сразу (при условии только 8-минутного времени передачи Марс-Земля) после завершения посадки.[23] [22] [24] Информация, отправленная на Землю, включала изображение с InSight поверхности Марса сразу после приземления спускаемого аппарата. [25] [26]

Без MarCO CubeSats InSight передавал бы информацию о полете на марсианский разведывательный орбитальный аппарат (MRO), который не передает информацию так быстро. Видя уже существующие трудности в связи с наземным центром управления в особо опасных ситуациях, различные группы решили пересмотреть способ передачи данных на Землю. Предыдущие миссии отправляли данные непосредственно на Землю после приземления или на близлежащие орбитальные аппараты, которые затем передавали информацию. [22] В будущих миссиях больше нельзя полагаться на эти методы, поскольку CubeSats может улучшить ретрансляцию данных в реальном времени, а также снизить общую стоимость миссии. [18]

Просмотры от MarCO
Марс (2 октября 2018 г.)
Земля и Луна (9 мая 2018 г.)

Дизайн и комплектующие [ править ]

Летное оборудование Mars Cube One (в сложенном виде)

Конструкция включает два коммуникационных релейных спутника CubeSat, построенных Лабораторией реактивного движения НАСА, которые имеют спецификацию 6U (10 × 20 × 30 см). Ограничивающим фактором для разработки CubeSat является то, что все необходимые компоненты должны умещаться в раме спутника. Он должен содержать антенну, авионику для управления спутником, силовую установку, мощность и полезную нагрузку. [22]

Реле данных [ править ]

На борту двух спутников CubeSats находится сверхвысокочастотная ( UHF ) антенна с круговой поляризацией . Информация EDL от InSight передавалась через UHF-диапазон со скоростью 8 кбит / с на CubeSats и одновременно ретранслировалась на Землю с частотой X-диапазона со скоростью 8 кбит / с. [22] MarCO использовала развертываемую солнечную панель для питания, но из-за ограничений в эффективности солнечных панелей мощность для частоты X-диапазона может составлять всего около 5 Вт.

Для того, чтобы CubeSat мог передавать информацию, им нужна антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA), которая является надежной, соответствует массовым спецификациям, имеет низкую сложность и доступную для сборки. Антенна с высоким коэффициентом усиления ( направленная антенна ) - это антенна с узкой сфокусированной шириной луча радиоволн . Были оценены три возможных типа: стандартная микрополосковая патч-антенна , отражательная матрица., и сетчатый отражатель. Благодаря небольшому плоскому размеру, необходимому для CubeSat, тип антенны с отражательной решеткой удовлетворял всем требованиям миссии. Компоненты отражательной матрицы HGA - это три сложенные панели, корневой шарнир, который соединяет крылья с корпусом CubeSat, четыре петли крыла и механизм отпускания троса. Панели антенны должны выдерживать изменения температуры во время миссии, а также вибрации во время развертывания. [22] MarCO передал критические данные EDL сразу после приземления. [23] [25] Эти сигналы прибыли на Землю восемь минут спустя.

Иллюстрация задачи ретрансляции MarCO

Двигательная установка [ править ]

Двигательная установка включает восемь двигателей на холодном газе, которые контролируют траекторию, и систему управления реакцией для регулировки их положения (трехмерная ориентация). [27] На пути к правильной цели передачи двигательная установка внесла пять небольших поправок, чтобы убедиться, что два небольших космических корабля находятся на правильной траектории. [28] Небольшие изменения в траектории на ранней стадии развертывания миссии не только сэкономили топливо, но и пространство, которое могло бы занять любое дополнительное топливо, таким образом сохранив объем для других важных компонентов внутри космического корабля. MarCO-B (WALL-E) протекал практически с момента взлета, но ранние оценки показали, что у него было достаточно для выполнения своей миссии. [13]

Завершив свою основную миссию, небольшой космический корабль продолжит движение по эллиптическим орбитам вокруг Солнца. Инженеры ожидают, что они будут работать еще пару недель после прохождения орбиты Марса, в зависимости от того, на сколько хватит топлива и электроники. [13]

Связь, навигация и изображения [ править ]

Каждый MarCO имеет радиостанцию ​​размером с мяч для софтбола, используемую для связи с землей в X-диапазоне, для приема данных от InSight с использованием УВЧ-диапазона и для сбора данных слежения для навигации. Их система управления ориентацией оснащена звездным трекером, который используется для определения ориентации космического корабля. [1] [29] Кроме того, каждая MarCO оснащена миниатюрной широкоугольной камерой, которая используется для проверки развертывания и получения изображений для охвата. [30] [1]

Подобные миссии за пределами околоземной орбиты [ править ]

Запланированный полет Artemis 1 на Луну будет нести 13 CubeSat в качестве вспомогательной полезной нагрузки. Каждый CubeSat разрабатывается другой командой с разными целями. [31] Licia CubeSat будет осуществляться с помощью двойной астероид Перенаправление испытания зонда, который планируется запустить в 2021 Licia поможет DART путем мониторинга его воздействия с астероидом. [32] Предлагаемый CubeSat под названием Athena , запущенный на той же ракете, что и Psyche , полетит у астероида 2 Паллада в 2024 году.

См. Также [ править ]

  • Марсоход Curiosity
  • Deep Space 2 , еще один контрейлерный зонд на Марс
  • Исследование Марса
  • ЭкзоМарс , орбитальный аппарат и марсоход
  • Марс 3
  • Марсоход для исследования Марса
  • Орбитальный аппарат Mars Express
  • Марсианский разведывательный орбитальный аппарат
  • Марсианская научная лаборатория
  • 2001 Орбитальный аппарат Mars Odyssey

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Пресс-кит по запуску Mars InSight . НАСА, 2018.
  2. Рианна Кларк, Стивен (9 марта 2016 г.). «Посадочный модуль InSight Mars избежал отмены, он нацелен на запуск в 2018 году» . Космический полет сейчас . Проверено 9 марта +2016 .
  3. ^ a b c Хорошо, Эндрю; Вендел, Джоанна (4 февраля 2019 г.). "За пределами Марса, космический корабль Mini MarCO молчит" . Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 5 февраля 2019 .
  4. ^ a b MarCO: Планетарные кубСаты становятся реальностью . Ван Кейн, Планетарное общество . 8 июля 2015.
  5. ^ Стироне, Shannon (18 марта 2019). «Космос очень велик. Некоторые из его новых исследователей будут крошечными. - Успех миссии NASA MarCO означает, что так называемые кубесаты, вероятно, будут путешествовать в далекие уголки нашей солнечной системы» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 марта 2019 .
  6. ^ Asmar Сами; Матушек, Стив (20 ноября 2014 г.). "Mars Cube One (MarCO) - Первая планетарная миссия CubeSat" (PDF) . Лаборатория реактивного движения . Архивировано из оригинального (PDF) 25 января 2017 года . Проверено 27 мая 2015 .
  7. ^ Хорошо, Эндрю; Джонсон, Алана (9 августа 2019 г.). «MarCO получает« Оскар »за крошечный космический корабль» . НАСА . Проверено 10 августа 2019 .
  8. ^ https://www.space.com/nasa-mars-cubesats-marco-mission-ends.html
  9. ^ Хотз, Роберт Ли (22 ноября 2018). «Направлен на Марс - большой эксперимент с крошечными спутниками: КубСаты размером с портфель, обычно используемые на орбите Земли, совершают межпланетное путешествие» . Wall Street Journal . Быстро приближающиеся к Марсу два самых маленьких и самых дешевых космических корабля, которые когда-либо пересекали планеты, в авангарде того, что, как надеются американские и европейские разработчики спутников, однажды, будут рои крошечных зондов, бродящих по Солнечной системе.
  10. ^ Рука, Эрик (2015-04-10). «Мыслить внутри коробки». Наука . 348 (6231): 176–177. DOI : 10.1126 / science.348.6231.176 . ISSN 0036-8075 . PMID 25859027 .  
  11. ^ НАСА Марс спутники Cubesat «Wall-E» и «Ева» в первую очередь будут на другой планете . Элизабет Хауэлл, Космос . 1 мая 2018.
  12. ^ Первое изображение Марса НАСА с CubeSat . Пресс-релиз JPL. 22 октября 2018 г.
  13. ^ a b c d Ожидается большое испытание крошечных спутников, следующих за марсианским посадочным модулем . Марсия Данн, PhysOrg . 22 ноября 2018.
  14. ↑ Уоллес, Марк (4 мая 2018 г.). «Малые спутники прокладывают путь для недорогих исследований глубокого космоса: когда в эту субботу стартует следующая миссия НАСА на Марс, ее будут сопровождать два небольших эскорта, которые могут изменить будущее освоения космоса» . Быстрая компания . «Главный аспект MarCO заключается в том, что это действительно демонстрация технологий и предприятие с высоким риском, очень в духе NASA», - говорит [главный инженер MarCO Энди] Клеш. «Мы рассматриваем MarCO как только первого в длинной череде исследователей малых спутников. . . . '
  15. ^ Fernholz, Тим (26 ноября 2018). «Первые межпланетные спутники-кубы открывают дорогу более дешевой космической науке» . Кварц .
  16. ^ «НАСА награждает контракт на оказание услуг по запуску миссии InSight» . НАСА . Проверено 11 декабря 2014 .
  17. ^ "НАСА отменяет следующую миссию на Марс из-за утечки инструментов" . Волнующие новости . Ассошиэйтед Пресс. 22 декабря 2015 . Проверено 22 декабря 2015 .
  18. ^ а б "Марс Куб Один (MarCO)" . jpl.nasa.gov .
  19. ^ Расширенные концепции CubeSat JPL для межпланетных научных и исследовательских миссий . (PDF). Сара Спанджело, Джули Кастильо-Роджез, Энди Фрик, Энди Клеш, Брент Шервуд. CubeSat Workshop 2015 . Август 2015 г.
  20. ^ Первые космические спутники НАСА говорят: «Поло!» . Новости НАСА. 6 мая 2018
  21. ^ "Встречайте крошечного невероятного героя приземления на Марс InSight" . Популярная механика . 2018-11-29 . Проверено 1 декабря 2018 .
  22. ^ a b c d e f Ходжес, Ричард Э. (21 февраля 2017 г.). «Развертываемая антенна с высоким коэффициентом усиления, привязанная к Марсу: разработка нового отражателя со складными панелями для первой миссии CubeSat на Марс». Журнал IEEE Antennas and Propagation Magazine . 59 (2): 39–49. Bibcode : 2017IAPM ... 59 ... 39H . DOI : 10,1109 / MAP.2017.2655561 . S2CID 35388830 . 
  23. ^ a b Команда NASA InSight на пути к приземлению на Марс. Новости НАСА. 21 ноября 2018.
  24. Рианна Данн, Марсия (22 ноября 2018 г.). «Ожидается большое испытание крошечных спутников, следующих за марсианским посадочным устройством» . Ассошиэйтед Пресс .
  25. ^ a b Миссия НАСА InSight триумфально коснулась Марса . Иэн О'Нил, Scientific American . 26 ноября 2018.
  26. ^ Как НАСА узнает, когда InSight коснется . Эндрю Гуд, Новости НАСА. 16 ноября 2018.
  27. ^ VACCO - Двигательные установки CubeSat . ВАККО . 2017 г.
  28. ^ "Два крошечных 'CubeSats' будут наблюдать за посадкой на Марс в 2016 году" . jpl.nasa.gov .
  29. ^ MarCO - Марс Куб Один . Слайд-презентация. НАСА / Лаборатория реактивного движения. 28 сентября 2016 г.
  30. ↑ Первое изображение Марса НАСА с CubeSat . Science Daily . 22 октября 2018.
  31. ^ Hambleton, Кэтрин. "Первый полет космической системы запуска НАСА для отправки малых научно-технических спутников в космос" . nasa.gov . Проверено 3 февраля +2016 .
  32. ↑ Ченг, Энди (15 ноября 2018 г.). «Обновление миссии DART» (PDF) . НАСА . Проверено 14 января 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Комплекты MarsCube One Press в JPL
  • MarCO: первая межпланетная миссия CubeSat наYouTube