zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Микроспутник для большого космоса
zelenyikot


В конце 2014 года, японские университеты при поддержке Японского космического агентства JAXA отправили в межпланетное пространство микроспутник Procyon. Он стал первым аппаратом такого класса, который выбрался в межпланетное пространство и показал практическую возможность применения там некосмической электроники.



Сегодня на околоземной орбите, на высотах до 1 тыс. км, работает большое количество микроспутников - аппаратов до 100 кг. В основном они создаются частными компаниями и университетами. Некоторые микроспутники уже приносят доход создателям, но большинство выполняет экспериментальные задачи. Мировая космонавтика еще учится эффективно их применять и оценивает возможности.

Смелый эксперимент затеяли в Японии - создать небольшой недорогой космический аппарат для проведения исследований в дальнем космосе.



Главное отличие межпланетного пространства от околоземного - в магнитном поле. Земное магнитное поле не только экранирует слабо- и среднеэнергичные потоки солнечного ветра, но и облегчает управление спутниками. Ведь около Земли можно использовать магнитное поле, чтобы "опереться" на него для разворота спутника по нужной оси. Для этого на спутниках устанавливается тркхосевая система магнитной ориентации на МИО - магнитных исполнительных органах. Для более точной ориентации, например при наведении антенны или телескопа, и слежения за целью, используется другая система - двигателей-маховиков.

Когда двигатель-маховик раскручивается на максимальную скорость он становится бесполезен и его надо "разгружать" - останавливать. Разгрузить маховик можно несколькими способами: малыми ракетными двигателями ориентации, разворотом спутника или теми самыми магнитными исполнительными органами. Т.е. магнитное поле Земли не только прикрывает спутники от потоков солнечных частиц, но и помогает экономить топливо на орбите.

Действие магнитного поля Земли распространяется примерно на 60 тыс км, а дальше уже - межпланетное пространство. Там условия по многим параметрам стабильные, от Меркурия и до Плутона, и зависят только от удаленности от Солнца и солнечной активности.

Procyon разрабатывался в Университете Токио, при поддержке Японского космического агентства и Японского института аэронавтики и космонавтики плюс еще пять университетов и институтов участвовало при разработке различных компонентов и подготовке полета.



Запускался аппарат с космодрома Танегасима. Он набрал вторую космическую скорость вместе с возвращаемой автоматической космической станцией JAXA Hayabusa-2, которую послали за образцами астероидного вещества к астероиду (162173) Рюгу. Procyon полетел к другому астероиду, и не предполагал задерживаться у него или возвращаться.



Задача микроспутника состояла в съемке астероида с пролета. Дополнительная задача стояла в исследовании геокороны ультрафиолетовым спектрометром LAICA.



Геокорона - это облако водорода, которое окутывает Землю. Наблюдать ее можно только со стороны и в ультрафиолетовом спектре. Ее снимали астронавты Apollo 16 и китайский модуль Chang'e 3.



Procyon вывели на гелиоцентрическую орбиту, т.е. он стал вращаться вокруг Солнца. По программе, он должен был пролететь один круг, приблизиться к Земле и провести маневр коррекции орбиты, чтобы отправиться уже к астероиду.



Астероид в качестве цели выбрали не простой, а со спутником. Такие бинарные астероиды довольно редки и вблизи наблюдали только один - астероид Ида оказался с маленьким спутником, который назвали Дактиль. Цель для Procyon - восьмисотметровый астероид 2000 DP107 и его пару - наблюдали только с Земли при помощи радаров.



Для достижения своей цели, микроспутник оборудовали ионным двигателем, который питался от солнечных батарей и "выдувал" запасенный в углепластиковом баке ксенон.



Для ориентации и разгрузки маховиков использовался тот же ксенон, который выдувался (уже без кавычек) через газовые микродвигатели ориентации.



Связь с Землей предусматривалась в X-диапазоне, с наземной станцией JAXA оборудованной 64-метровой антенной, и со станциями Deep Space Network NASA.

На первом этапе полета аппарат показал себя очень хорошо. Электроника работала стабильно. Тесты научных приборов показали их работоспособность. Ребята смогли даже получить ультрафиолетовые снимки кометы 67P/Чурюмова-Герасименко.



В отчете о работе аппарата написано и про съемку геокороны, но результаты пока не опубликовали, видимо готовят публикацию в научный журнал.

Важный этап на пути к Земле - испытания ионного двигателя - тоже прошли успешно. Двигатель даже развивал тягу больше чем ожидалось 330 mkN вместо 250 mkN. Однако, когда дело дошло до коррекции орбиты, двигатель отказал. По результатам оценки неисправности, пришли к выводу, что всему виной металлическая соринка, попавшая между двумя контактами.

Итак, Procyon не смог улететь к астероиду, но сохранил работоспособность, поэтому принялся за наблюдения ближайшей доступной цели - Земли. Сближение с нашей планетой проходило в конце 2015 года и ребята активно освещали процесс сближения на своей странице в Facebook. Хотя большого интереса у СМИ их достижения не вызвали. Им удалось наблюдать систему Земли и Луны при помощи своего телескопа с расстояния в несколько миллионов километров.



Максимальное сближение с Землей должно было состояться 3 декабря 2015 года, на расстоянии примерно в 2,7 млн км, и именно в этот день с аппаратом пропала связь. Разработчики пообещали в течение двух месяцев продолжать попытки вернуться к работе, но безуспешно. Поэтому сегодня полет Procyon можно считать завершенным, и теперь он сам превратился лишь в небольшой околоземный астероид. Теперь он так и продолжит вращение вокруг Солнца, периодически сближаясь с Землей. Падение нам на голову не грозит, даже если он и встретится с нашей планетой, то сгорит в плотных слоях атмосферы.

Несмотря на провал части целей, Procyon нельзя назвать полной неудачей. Главную цель - подтвердить возможность эксплуатации межпланетных микроспутников - он доказал. Один год работы для такого проекта и такого бюджета - около $5 млн - это очень неплохой результат. Плюс ко всему - богатый опыт разработки, управления и эксплуатации межпланетной космической техники получили студенты нескольких японских университетов, и у них теперь есть готовые наработки, на основе которых можно создавать новые межпланетные микростанции.



Даже если глянуть послужной список Токийского университета, то можно только позавидовать.



Из наших сравниться может если только МГУ, где несколько лет проводят соревнования кансатов, и учащиеся участвуют в реальных космических проектах. Как раз их спутник "Ломоносов" летит первым с "Восточного" в конце апреля, хотя от университета там только часть научного оборудования.

zelenyikot

promo zelenyikot december 8, 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

  • 1
Всё равно большие молодцы. Очень повезло им когда такой опыт нарабатывается со студенческих лет.

Было бы очень интересно, если кто озаботился не новыми спутниками, особенно категории мини и микро, а утилизацией отслуживших, но оставленных на орбите. :) Очень скоро будет опасно летать.

Пока работает утилизация естественным путем - торможение атмосферой.

Отличный обзор. Как-то пропустил факт того, что с АМС утратили связь.

Не понятно почему эти маховики так ограничены в ресурсе. По моему магнитный подвес должен делать эти штуки вечными?

Полагаете он позволит раскручивать их до бесконечности?

Сегодня была информация, что Китай готов поделиться с технологией производства стойкой к радиации электроники взамен технологии строительства ЖРД. Как считаете, это равноценный обмен?

"Пока нам этот обмен не представляется равноценным. Россия — признанный лидер в области жидкостного двигателестроения, наши двигатели покупают американские компании. А китайцы, при всем уважении, пока не смогли скопировать самые продвинутые американские разработки…. В области сверхчастотного излучения китайцы американцев уже догнали, а местами и обошли, но тут надо сказать, что и российские институты по части СВЧ всегда были сильны. Поэтому пока достаточных резонов для обмена мы не видим", — пояснил "Известиям" неназванный сотрудник российской компании.

Ну кат ведь надо, в ленте портянка на 3 экрана.

Спасибо. Исправлено.

А МГТУ? Там тоже строили спутник ,когда еще я учился ( до 2008). Но он был утерян во время старта из-за взрыва ракеты ((

Сейчас еще один строят кубсат с солнечным парусом, но как-то вяло.

Edited at 2016-04-19 06:11 am (UTC)

Слегка не по теме.

..стесняюсь спросить..
..а что с проектом "Интерактивная выставка "Космос: Пространство и Время"??

Вложены многие тыщи. на этой неделе надо приводить ребенка... И?

Re: Слегка не по теме.

Они на май перенесли. Вроде про 21-22-е писали.

как я люблю рассказ Кларка "Солнечный ветер"
Как я следил за проектом "Икарус" как следил...........
после полного провала этой идеи нет у меня доверия больше к ним..
Похоже, могут только копировать и доводить до совершенства чужие идеи за счёт трудолюбия адского...
Новое это не для них, к сожалению..(( ИМХО

А что с Икаросом не так? Вывели же, и развернули.

А электроника то была радстойкая, или сэкономили?

При бюджете в $5 млн никакой радстойкой электроники не получится.

Виталий, а почему Вы не комментируете планы полёта к Альфе Центавра?
Вроде же офигительная история. Нет?

Гляньте предыдущий пост. И еще будет.

Напишите пожалуйста - есть ли какие-нибудь уже решения для уничтожения мусора вокруг Земли?

Хорошо, напишу.

система Земля - Луна со стороны

Вот теперь действительно можно сказать, что тема Антилуны закрыта.

Re: система Земля - Луна со стороны

Что это за тема? Первый раз слышу.

=Из наших сравниться может если только МГУ ... Как раз их спутник "Ломоносов" ... хотя от университета там только часть научного оборудования.=

Спутник и "часть научного оборудования" - воспринимается совершенно по-разному :(

Блин, надо затевать проект по базе на Луне. Срочно. Иначе полимеров вообще не останется; нас обгоняют все уже на этапе высшего образования. Если не предпринять срочных мер - впереди ЖОПА. Полная.

Edited at 2016-04-19 02:10 pm (UTC)

"...В конце 2014 года японские университеты при поддержке японского космического агентства JAXA отправили в межпланетное пространство микроспутник Procyon. Он стал первым аппаратом такого класса, который выбрался в межпланетное пространство и показал практическую возможность применения там некосмической электроники..." - БРЕХНЯ !!!

Без имени-1

Без имени-2

Без имени-3

Без имени-4

Edited at 2016-04-19 02:23 pm (UTC)

Смотрим в книгу - видим фигу.

Межпланетное пространство, Карл!

Интересно, а где же звезды на фото?
Неужели, слишком тусклые или вспышка слишком яркая или против солнца снято? ;)

Выдержка короткая. Если б снимали звезды, то Земля и Луна засвечены оказались.

Скажите, а спутник астеройда 2000 DP107 вращается вокруг этого астеройда или просто летит рядом? Если вокруг, то что его удерживает вокруг 8-и метрового астеройда?

ВосьмиСОТметрового. Гравитация, естественно.

Большое спасибо, очень полезный пост для расширения технического кругозора, как-то прошел мимо этого интересного проекта.
Не совсем понял фразу: Разгрузить маховик можно несколькими способами: ... разворотом спутника... Какова физика процесса, за счет чего осуществляется разворот спутника? На ум пришла только сила солнечного давления.
Долго ждал пост, где вопрос не будет офф-топом: как продвигается проект лунного спутника? На форуме все как-то совсем умерло. Понимаю, что у создателей Procyon за спиной лежат Hodoyoshi-3/4, а в нашем Отечестве я облетанных электроракетных двигателей меньше СПД-50 на вскидку не припомню, но проект - он и есть проект, можно взять японскую платформу...
Из российских ВУЗов еще стоит упомянуть СГАУ. Вместе с "Ломоносовым" летит "Аист-2Д", где довольно велика роль СГАУ, а также чисто студенческий кубсат, который даже представляли на форуме частной космонавтики в Сокольниках.

Разворот спутника осуществляется за счет торможения маховика.

По лунному спутнику будем делать небольшую конференцию 24-го апреля в 17:00 в Музее космонавтики. Отдельно еще объявлю. Приходите.

ЭРДУ на нашем аппарате однозначно не будет.

Если он весил 65кг (как написано на картинке), то не такой он и "микро" - это четверть "Пионера-11".

Микроспутник - это спутник массой от 10 до 100 кг.

  • 1
?

Log in