Kanadský program pokročilých experimentů v nanospace - Canadian Advanced Nanospace eXperiment Program

The Kanadský program Advanced Nanospace eXperiment (CanX) je Kanaďan CubeSat nanosatelit program provozovaný University of Toronto Institute for Aerospace Studies, Space Flight Laboratory (UTIAS / SFL). Cílem programu je zapojit postgraduální studenty do procesu vývoje vesmírných letů a poskytnout nízkonákladový přístup do vesmíru pro vědecký výzkum a testování zařízení v měřítku. Mezi projekty CanX patří CanX-1, CanX-2, BRIght Target Explorer (BRITE) a CanX-4 & 5.

Program CanX

Kanadský program Advanced Nanospace eXperiment (CanX) je prvním kanadským programem nanosatelit program a jediný svého druhu v současnosti. Provozují jej učitelé a postgraduální studenti na University of Toronto Institute for Aerospace Studies, Space Flight Laboratory (UTIAS / SFL). Program založil v roce 2001 Dr. Robert E. Zee, manažer UTIAS / SFL, a je založen na CubeSat program zahájen Stanfordská Univerzita a Kalifornská polytechnická státní univerzita. Mezi jeho projekty patří CanX-1, CanX-2, CanX-3 (BRITE) a CanX-4 & 5.

Cílem programu je zapojit postgraduální studenty do procesu vývoje kosmických lodí a poskytnout relativně levný přístup do vesmíru pro vědecký výzkum a testování nanoměřítkových zařízení v orbitálním prostoru. V březnu 2009 CanX-2 dokončil svůj první rok na oběžné dráze.[1]

CanX-1

The Kanadský Pokročilý Nanospace Experiment 1 (CanX-1, COSPAR 2003-031H) je první v Kanadě nanosatelit a jedna jednotka CubeSat. ; má hmotnost pod 1 kg, vejde se do kostky 10 cm a pracuje s méně než 2 watty.

CanX-1 byl dokončen za 22 měsíců a byl spuštěn spolu s Mikrovariabilita a oscilace dalekohledu STars, dne 30. června 2003 v 14:15 UTC do Spouštěcí služby Eurockot z Plesetsk, Rusko. Po startu ztratila kontakt se Zemí.

Provozní režimy

Provozní režimy CanX-1 jsou:

  • Safe-Hold / Sleep
  • Detumbling / Torquing
  • Užitečné zatížení aktivní

V každém režimu OBC vždy shromažďuje telemetrická data ze snímačů teploty, napětí a proudu přítomných na každém solárním panelu a vnitřní desce s obvody.2

Safe-Hold

V režimu Safe-Hold udržuje OBC minimální výkon a rádio je v režimu příjmu. Pokud je k dispozici dostatek energie, vysílá rádio majákový puls těsně pod jednou za minutu. Všechna užitečná zatížení, magnetorquery a magnetometr jsou vypnuty. CanX-1 se přepne do režimu bezpečného zadržení v jakékoli nouzové situaci a v tomto režimu zůstane, dokud nedostane pokyn k obnovení normálního provozu po provedení všech požadovaných oprav. Pozemní operátor jej může také uvést do režimu bezpečného zadržení, kdykoli delší dobu neprovádí žádné mise ani experimentuje.

Detumbling / Torquing

CanX-1 se přepne do režimu detumbling / torquing pouze v případě, že je k tomu vyzván. Slouží ke snížení rychlosti padání nanosatelitu, aby žádné pořízené snímky nebyly rozmazané v důsledku pohybu CanX-1. Tento režim lze také použít ke zvýšení rychlosti omílání CanX-1, aby bylo možné snímky pořizovat několika směry bez velkých zpoždění. Využívá maximální výkon, když jsou všechny tři magnetorquery a magnetometr zapnuty současně, a všechna užitečná zatížení jsou vypnuta, protože nemusí být k dispozici dostatečný výkon.

Užitečné zatížení aktivní

Payload Active je normální provozní režim CanX-1. Pikosatelit se přepne do tohoto režimu, kdykoli je k tomu vyzván. V aktivním režimu užitečného zatížení jsou všechna užitečná zatížení zapnuta a CanX-1 každou minutu vysílá majákový puls, dokud nedostane pokyn k odeslání všech shromážděných telemetrií a obrázků pozemním operátorům.

Užitečné zatížení a experimentální subsystémy

Mise CanX-1 měla demonstrovat vysoce schopnou kosmickou loď a zahrnuje řadu užitečných zátěží a experimentálních subsystémů.1 Tyto zahrnují:

  1. Agilent CMOS Imagers
  2. Aktivní systém kontroly magnetického postoje (ACS)
  3. GPS přijímač
  4. Palubní počítač založený na ARM7 (OBC)

Snímače CMOS

Užitečné zatížení zobrazovače na palubě CanX-1 se skládá ze dvou zobrazovačů Agilent CMOS. Barevný zobrazovač ve spojení s širokoúhlým objektivem byl určen především pro fotografování Země a monochromatický zobrazovač ve spojení s úzkoúhlým objektivem byl určen k testování proveditelnosti pořizování snímků hvězd, měsíců a obzoru, které by pak mohly být slouží k určení a kontrole postoje.

Aktivní systém kontroly magnetického postoje

CanX-1 měl v rámci aktivního magnetického systému řízení polohy (ACS) magnetometr COTS spolu se třemi vlastními cívkami magnetorquer. Magnetický ACS slouží k detumbling satelitu, aby bylo zajištěno, že žádné snímky pořízené CanX-1 nejsou rozmazané kvůli rotaci picosatellitu. Bylo také naplánováno, že CanX-1 provede aktivní hrubé míření.

GPS přijímač

Na palubě CanX-1 byl také komerční GPS přijímač (COTS). Pikosatelit, připojený ke dvěma anténám pro všesměrové pokrytí, měl testovat funkčnost přijímače GPS ve vesmíru, aby bylo možné určit, zda by mohl být přijímač použit k určení orbitální polohy CanX-1.

Palubní počítač založený na ARMS7

CanX-1 byl uveden na trh s na zakázku navrženým palubním počítačem (OBC) založeným na nízkoenergetickém jádru ARM7, které pracuje až na 40 MHz. Funkčnost tohoto OBC měla být monitorována po celou dobu životnosti CanX-1.

CanX-2

Posláním nanosatelitu CanX-2 o hmotnosti 3,5 kilogramu je vyhodnotit nové technologie, které budou použity na duální satelitní misi CanX-4 / CanX-5 v roce 2009 k prokázání řízené formace létání ve vesmíru. Doufáme, že tato létající technologie formace umožní větší mise pro pozorování Země s vysokým rozlišením a interferometrické zobrazování, které lze také použít pro vesmírnou astronomii. Mezi technologie, které mají být testovány na nanosatelitu CanX-2, patří:

  1. Nový pohonný systém
  2. Vlastní rádia
  3. Senzory polohy a akční členy
  4. Komerční GPS přijímač
  5. Infračervený spektrometr zaměřený na nejnižší bod pro monitorování znečištění (Argus)[2]

Kromě vyhodnocení těchto technologií bude satelit provádět experimenty i pro další univerzitní výzkumníky z celé Kanady. Mezi tyto experimenty patří experiment s rádiovou occulací GPS k charakterizaci horní atmosféry, atmosférický spektrometr pro měření skleníkových plynů (Argus) vyvinutý York University a experiment síťové komunikace. Provede také několik experimentů s vesmírnými materiály.

CanX-2 byl spuštěn 28. dubna 2008 z Satish Dhawan Space Center (SHAR) jako součást NLS-4 skupina satelitů na palubě Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) C-9.[3]

Podle výrobce reakční kolo použitý na CanX-2, „Kolo bylo zapnuto a roztočeno [a] funguje správně na oběžné dráze.“[4]

CanX-3

Hlavní článek: BRITE

CanX-3, také známý jako BRIght Target Explorer (BRITE ), je nanosatelit plánovaný k provádění fotometrických pozorování některých z nejjasnějších hvězd na obloze, aby bylo možné je zkoumat kvůli variabilitě. Tato pozorování by měla být zhruba desetkrát přesnější než jakákoli pozemní pozorování.

Družice jsou krychle o průměru 20 cm, které využívají řadu technologií kvalifikovaných pro CanX-2.

Předběžný návrh pro BRITE byl dokončen s podporou ETech a komponenty, které mají být integrovány do nanosatelitu, jsou v současné době hodnoceny na UTIAS / SFL.[potřebuje aktualizaci ]

CanX-4 a 5

CanX-4 a 5 jsou dva satelitní páry, které budou použity k předvedení létání formací pomocí technologie nanosatelitního měřítka.[potřebuje aktualizaci ] Tyto dva satelity budou vypuštěny společně, společně uvedeny do provozu a poté odděleny na oběžné dráze. Formace, které budou zkoumány, zahrnují: oběh jednoho vesmírného plavidla druhým (nazývaný promítnutá kruhová oběžná dráha), oběžná dráha, kde jeden satelit táhne druhou (označovanou podél oběžné dráhy), a manévr k přesunu z promítaného kruhového do podél formace trati.[potřebuje aktualizaci ]

Spuštění CanX-4 & 5 je plánováno na rok 2014[potřebuje aktualizaci ] na indiána Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV).[5]

CanX-6

Viz také

Reference

  1. ^ "Zprávy". Utias / Sfl. Archivovány od originál 1. září 2013. Citováno 2013-08-25.
  2. ^ „Infračervené spektrometry Argus“. Thoth Technology Inc. Archivováno od originál 27. listopadu 2013. Citováno 2013-08-25.
  3. ^ „Nanosatelitový odpalovací systém 4“. Citováno 2013-08-25.
  4. ^ "Sinclair meziplanetární". Sinclair meziplanetární. Citováno 2013-08-25.
  5. ^ „Zahájení a výkon na oběžné dráze - aktualizace nanosatelitních misí v laboratoři kosmických letů UTIAS“ (PDF). Cubesat.org. Archivovány od originál (PDF) dne 2015-09-23. Citováno 2013-08-25.