Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Радио Аврора Исследователь 2
Космический корабль RAX-2.jpg
RAX-2 в стадии строительства
Тип миссииАвроральные исследования
ОператорSRI Международный
университет Мичигана
COSPAR ID2011-061D
SATCAT нет.37853
Свойства космического корабля
Тип космического корабля3U CubeSat
Начало миссии
Дата запуска28 октября 2011, 09:48:02  UTC ( 2011-10-28UTC09: 48: 02Z )
РакетаДельта II 7920-10C
Запустить сайтVandenberg SLC-2W
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Конец миссии
Последний контакт10 апреля 2013 г. ( 2013-04-11 )
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимНизкая Земля
Большая полуось6 964,69 км (4 327,66 миль) [1]
Эксцентриситет0,0203467 [1]
Высота перигея451 км (280 миль) [1]
Высота апогея735 километров (457 миль) [1]
Наклон101,71 градуса [1]
Период96,41 минуты [1]
Эпоха24 января 2015 г., 22:19:36 UTC [1]
 

RAX-2 (Radio Aurora Explorer 2) - это спутник CubeSat, созданный в результате сотрудничества между SRI International и студентами инженерного колледжа Мичиганского университета. Это второй космический корабль в RAX.миссия. Миссия RAX-1 завершилась примерно через два месяца работы из-за постепенной деградации солнечных панелей, что в конечном итоге привело к потере мощности. Члены команды RAX применили уроки, извлеченные из RAX-1, при разработке второго летного аппарата RAX-2, который выполняет ту же концепцию миссии, что и RAX-1 (запущен в ноябре 2010 г.), с улучшенными характеристиками шины и дополнительными режимами работы. Научные измерения улучшаются за счет интерактивных экспериментов с мощными нагревателями ионосферы, где FAI будет генерироваться по запросу.

RAX-2 была запущена с базы ВВС Ванденберг в октябре 2011 года на вершине Delta II ракеты .

Конструкция космического корабля [ править ]

За исключением солнечных батарей, конструкции RAX-1 и RAX-2 во многом идентичны. RAX-1 и RAX-2 являются стандартными спутниками CubeSat высотой 3U с физическими размерами приблизительно 10 см x 10 см x 34 см и приблизительной массой 3 кг. Спутники соответствуют стандарту CubeSat 3U, так что их можно запускать из Cal Poly P-POD, специализированного контейнера и механизма развертывания инженерами из Калифорнийского политехнического университета в Сан-Луис-Обиспо, который многие поставщики запусков могут прикрепить к своему запуску в качестве вспомогательной полезной нагрузки транспортных средств.

Стратегия дизайна [ править ]

Общая стратегия проектирования RAX заключалась в использовании готовых коммерческих компонентов (COTS) для сокращения времени и затрат на разработку. Некоторые подсистемы RAX состоят из центрального коммерческого компонента со встроенной вспомогательной электроникой (питание, связь по шине, переключатели и т. Д.). Однако было много случаев, когда подсистемы нужно было проектировать с нуля, потому что решения COTS не отвечали требованиям миссии. Хотя эти экземпляры стоили команде большого количества времени и средств, преимуществом стало развитие собственного опыта для создания настраиваемых систем для будущих миссий в Мичигане. Пожалуйста, обратитесь к разделу подсистем ниже для получения подробной информации о конструкции.

Реализация дизайна [ править ]

RAX разделен на семь подсистем, одну полезную нагрузку, всего 15 печатных плат, 7 микропроцессоров и две FPGA. Платы подсистем разработаны в соответствии со стандартом PC-104, так что каждая плата подключается к другой на 104-контактном разъеме от основания спутника до полезной нагрузки. Оттуда отдельные межсоединения проходят от стека электроники к приемнику полезной нагрузки. Алюминиевые направляющие проходят через каждый угол платы, а резьбовые стойки расположены сверху и снизу, чтобы зафиксировать каждую плату на месте. Четыре длинных стороны спутника покрыты восемью солнечными элементами каждая, оставляя верхнюю и нижнюю панели открытыми для антенн связи и GPS. [2]

RAX-2 представляет собой штабель из трех стандартных модулей «КубСат» весом около 3 кг. Бортовой компьютер основан на MSP430 от Texas Instruments, а обработка научных данных выполняется с помощью PXA270 с тактовой частотой 520 МГц . Связь осуществляется посредством приемопередатчика УВЧ со скоростью нисходящего канала 38,4 кбит / с и нисходящего канала S-диапазона для научных данных, который обеспечивает нисходящий канал 115,2 кбит / с.

Обзор миссии [ править ]

Delta II с RAX-2, пятью другими спутниками CubeSats и спутником наблюдения Земли NPP, запущенный с авиабазы ​​Ванденберг 28 октября 2011 г.

Основная цель миссии RAX-2 - изучение крупных плазменных образований в ионосфере , самой высокой области нашей атмосферы. Эти плазменные структуры, форма турбулентности, называемая неоднородностями, выровненными по полю (FAI), могут искажать коммуникационные и навигационные сигналы, такие как системы глобального позиционирования (GPS).

Для изучения FAI миссия RAX будет использовать большой радар некогерентного рассеяния в Покер Флэтс, Аляска (известный как PFISR). PFISR будет передавать мощные радиосигналы в неустойчивую плазму, которая будет рассеиваться в космосе. В течение этого времени космический аппарат RAX будет вращаться над головой и записывать сигналы рассеяния бортовым приемником. Эти записи сигналов будут обрабатываться бортовым компьютером и передаваться обратно на наши наземные станции, где ученые будут их анализировать. Цель этой рассчитанной на один год научной миссии - улучшить наше понимание формирования FAI, чтобы можно было создавать модели краткосрочного прогноза. Это поможет операторам космических аппаратов планировать свои полеты на периоды ожидаемых сбоев связи.

RAX-2 основывается на наследии RAX-1 для продолжения научной миссии; это отражение того, как студенты учатся на собственном опыте и из первых рук внедряют новые, более изобретательные технологии. RAX-2 был разработан для устранения сбоев питания и проведения научных экспериментов через регулярные промежутки времени.

Запустить [ редактировать ]

RAX-2 был запущен 28 октября 2011 года [3] в качестве вспомогательной полезной нагрузки в миссии НАСА по АЭС ( подготовительный проект NPOESS ). Запуск CubeSat спонсировался НАСА в рамках программы ELaNa- 3. [4] [5] [6] [7] Он был запущен с базы ВВС Ванденберг в центральной Калифорнии на ракете United Launch Alliance Delta II, летевшей в конфигурации 7920-10. [8] Разделение CubeSat произошло через 98 минут после запуска, и вскоре после этого были слышны радиомаяки RAX-2.

Это была миссия с несколькими полезными грузами с пятью другими спутниками CubeSat, M-Cubed , AubieSat-1 , DICE-1 , DICE-2 и Explorer-1 .

Наука о миссии [ править ]

Цель миссии RAX - понять микрофизику, которая приводит к образованию неоднородностей плазмы, выровненных по магнитному полю (FAI), аномалии, которая, как известно, нарушает связь с орбитальными космическими кораблями. Миссия RAX специально разработана для дистанционного измерения с чрезвычайно высоким угловым разрешением трехмерного k-спектра (пространственное преобразование Фурье) FAI в масштабе ~ 1 м как функции высоты, в частности, для измерения выравнивания магнитного поля неоднородностей. . [9]

Миссия RAX будет использовать сеть существующих наземных радаров, которые будут рассеивать сигналы от FAI, которые будут измеряться приемником на космическом корабле RAX. Космический корабль будет измерять "радио-сияние" или брэгговское рассеяние от FAI, которые освещаются узким лучом радара некогерентного рассеяния (ISR) на земле. Этот метод дистанционного зондирования основан на сильном математическом соотношении, согласно которому интенсивность радиоизлучения пропорциональна k-спектру неоднородности, оцененному по волновому числу Брэгга. [10]

Эксперимент с бистатическим радаром "земля-космос" обеспечивает высокое разрешение k-спектра, что означает, что измеряемый объем плазмы однороден, а принятый сигнал содержит чистое содержание волновых векторов, которые важны для точного анализа роста и затухания волн. . Более того, каждый эксперимент будет помечен конвекционным электрическим полем Ec, основным драйвером неоднородностей, которое будет измеряться (помимо высотных профилей плотности и температуры плазмы) с помощью ISR во время эксперимента. [11]

Миссия RAX - это уникальная возможность количественно оценить плазменные процессы в однородно разрешенном объеме плазмы с одновременным эффективным измерением движущей силы и эффекта.

Научные открытия и оригинальные экспериментальные исследования [ править ]

RAX-2 успешно провел первое в истории измерение естественной авроральной турбулентности, зарегистрированное с помощью приемника наноспутникового радара. Отличительные эхо-сигналы, зарегистрированные 8 марта, были получены с помощью спутника Radio Aurora Explorer (RAX) CubeSat. Наноспутник RAX измерял турбулентность над Фэрбенксом, Аляска, которая была прямым результатом геомагнитной бури, вызванной крупнейшей солнечной вспышкой за последние пять лет. Ионосфера высоких широт Земли, область верхних слоев атмосферы, связанная с солнечным сиянием или «северным сиянием», становится очень нестабильной, когда во время геомагнитных бурь протекают большие токи. RAX был специально разработан SRI и Мичиганским университетом для измерения этой авроральной турбулентности с орбитальной точки обзора, недоступной для традиционных наземных радаров.[12]

«Открытие радиолокационного эхо-сигнала RAX убедительно доказало, что миниатюрные спутники, помимо их роли в качестве обучающих инструментов, могут обеспечивать измерения высокого уровня для фундаментальных исследований космической погоды», - сказала Тереза ​​Моретто Йоргенсен, доктор философии, директор геокосмической программы в Отделе атмосферы. и геокосмические науки в Национальном научном фонде. [13]

См. Также [ править ]

  • Радио Аврора Исследователь

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g "Подробная информация о спутнике RAX-2 2011-061D NORAD 37853" . N2YO. 24 января 2015 . Проверено 25 января 2015 года .
  2. ^ «Дизайн космического корабля» . Радио Аврора Исследователь . Мичиганский университет . Архивировано из оригинала на 2010-11-28 . Проверено 10 июля 2013 .
  3. ^ "RAX-Radio Aurora Explorer Mission Science Operations" . Rax.sri.com. Архивировано из оригинала на 2012-04-25 . Проверено 26 мая 2012 .
  4. ^ «НАСА - Отчет о состоянии расходуемой ракеты-носителя» . Nasa.gov . Проверено 26 мая 2012 .
  5. ^ "НАСА - ELaNa: Образовательный запуск наноспутников" . Nasa.gov. 2011-02-14 . Проверено 26 мая 2012 .
  6. ^ "RAX 1, 2" . Space.skyrocket.de . Проверено 26 мая 2012 .
  7. ^ Образовательный запуск наноспутников
  8. ^ «Станция слежения | Расписание запусков по всему миру» . Космический полет сейчас . Проверено 26 мая 2012 .
  9. ^ "Операции Миссии Науки" . Радио Аврора Исследователь . SRI International . Архивировано из оригинала на 2013-06-19 . Проверено 10 июля 2013 .
  10. ^ «Миссия» . Радио Аврора Исследователь . Мичиганский университет . Архивировано из оригинала на 2012-06-24 . Проверено 10 июля 2013 .
  11. ^ "RAX Home" . Радио Аврора Исследователь . SRI International . Архивировано из оригинала на 2013-06-19 . Проверено 10 июля 2013 .
  12. ^ "Северное сияние: первое в истории измерение авроральной турбулентности с помощью приемника наноспутника" . Science Daily . 2012-03-22 . Проверено 10 июля 2013 .
  13. ^ "Исследователи космической погоды из SRI International и Университета Мичигана впервые в истории измеряют авроральную турбулентность с помощью приемника наноспутникового радара" (пресс-релиз). SRI International . 2012-03-22 . Проверено 10 июля 2013 .