АСТЕРИЯ (космический корабль) - ASTERIA (spacecraft)

ASTERIA (Космический телескоп Arcsecond, позволяющий проводить исследования в области астрофизики)

ASTERIA во время тестирования. Это космический телескоп CubeSat высотой 6U для обнаружения экзопланеты
Имена	ExoplanetSat (2011)
Тип миссии	Демонстратор технологий
Оператор	НАСА
COSPAR ID	1998-067NH
SATCAT нет.	43020
Интернет сайт	www.jpl.nasa.gov/ cubesat/ миссии/ asteria.php
Продолжительность миссии	Номинал: 90 дней Продление: до 1 года Выполнено: 2 года 15 дней
Свойства космического корабля
Космический корабль	АСТЕРИЯ
Автобус	6U CubeSat
Производитель	JPL и Массачусетский технологический институт
Стартовая масса	12 кг (26 фунтов)
Размеры	10 см × 20 см × 30 см (0,33 футов × 0,66 футов × 0,98 футов)
Начало миссии
Дата запуска	14 августа 2017 г. (2017-08-14), 16:31 UTC развернут: 20 ноября 2017 г.
Ракета	Сокол-9
Запустить сайт	Кеннеди LC-39A
Подрядчик	SpaceX
Конец миссии
Последний контакт	5 декабря 2019 г.
Дата распада	24 апреля 2020 г.
Параметры орбиты
Справочная система	Геоцентрический
Режим	Низкая Земля
Высота перигея	402,7 км (250,2 миль)
Высота апогея	406,7 км (252,7 миль)
Наклон	51.6°
Период	92,5 мин.
Главный
Длины волн	видимый спектр: 390–700 нм

АСТЕРИЯ (Космический телескоп Arcsecond для астрофизических исследований) был миниатюрным космический телескоп демонстрация технологий и оппортунистическая научная миссия для проведения астрофизический измерения с использованием CubeSat. Он был разработан в сотрудничестве с Массачусетский Институт Технологий (Массачусетский технологический институт) и НАСА Лаборатория реактивного движения. АСТЕРИЯ была первой JPL -созданный CubeSat для успешной работы в космосе. Первоначально задуманная как проект по обучению начинающих ученых и инженеров, техническая цель ASTERIA заключалась в достижении угловая секунда -уровневая ошибка наведения по линии визирования и высокостабильный контроль температуры фокальной плоскости. Эти технологии важны для точности фотометрия, т.е. измерение яркости звезд во времени. Прецизионная фотометрия, в свою очередь, дает возможность изучать звездную активность, транзитные экзопланеты, и другие астрофизические явления.

ASTERIA была запущена 14 августа 2017 г. и выведена на низкую околоземную орбиту с Международная космическая станция 20 ноября 2017 г.^[1] Основная миссия длилась 90 дней, но спутник продолжал работать в течение 745 дней в течение трех расширенных миссий, пока последняя успешная связь не была установлена ​​5 декабря 2019 года.^[2] Спутник разрушился 24 апреля 2020 года. Главным исследователем был канадско-американский астроном и ученый-планетолог. Сара Сигер из Массачусетского технологического института.

Обзор

Космический телескоп Arcsecond, позволяющий проводить астрофизические исследования (ASTERIA), состоял из шести блоков (6U). CubeSat космический телескоп, развернутый с Международной космической станции (МКС) с целью тестирования новых технологий обнаружения экзопланеты с использованием метод транзита.^[1][3][4] Программа финансировалась JPL через Программу Phaeton для обучения молодых сотрудников.^[1] Его целевая миссия длилась 90 дней,^[1] после чего продлили до потери связи с космическим кораблем.^{[5] [2]}

Возможности ASTERIA обеспечили точность фотометрия должны выполняться на случайной основе для изучения звездной активности, транзитных экзопланет и других астрофизических явлений. Технологические цели миссии заключались в том, чтобы «добиться ошибки наведения линии визирования на уровне второй угловой дуги и высокостабильного контроля температуры фокальной плоскости для прецизионной фотометрии» как способа обнаружения прохождения экзопланеты, и охарактеризовать принимающих звезд.^[3] Стабильность наведения была продемонстрирована за 20 минут наблюдений. Повторяемость наведения будет определяться как минимум в пяти наблюдениях в течение восьми или более дней, при этом целевая звезда возвращается в то же положение в фокальной плоскости, регулируя ориентацию космического корабля и положение фокальной плоскости.^[3]

Эта миссия может служить ориентиром для парка недорогих космических телескопов, наблюдающих сразу за несколькими целями, для уточнения долгосрочных целей миссии путем выявления новых объектов для наблюдения другими телескопами. Миниатюризация фотометрической системы обнаружения в CubeSat может позволить создать группу из нескольких орбитальных обсерваторий для непрерывного исследования самых ярких Солнечные звезды что невозможно в обычных космических обсерваториях, учитывая их стоимость.^[6] Если один или несколько спутников CubeSat нацелены на звезду в течение длительного времени, это может выявить экзопланеты с длительным транзитом.^[6] Эта миссия также предоставила дополнительную информацию для проектирования будущих космических телескопов.^[3]

Запуск

ASTERIA была запущена на борту SpaceX Сокол-9 ракета (миссия SpaceX CRS-12^[4]) 14 августа 2017 г., и он был развернут в низкая околоземная орбита от Международная космическая станция в ноябре 2017 года.^[1] Член экипажа МКС перевел спутник из грузового корабля в Японский экспериментальный модуль (JEM) воздушный шлюз для переброски за пределы МКС.

Дизайн

линза

Концепция ASTERIA была продолжением предложенного 3U CubeSat миссия ExoplanetSat, которая была разработана в начале 2010-х годов.^[3][7] Телескоп ASTERIA - 6U CubeSat размером 10 × 20 × 30 см и массой 12 кг (26 фунтов).^[1][6] Электропитание подавалось от развертываемого фиксированного солнечные панели и аккумуляторные батареи.^[4]

Коммерческий колеса реакции при условии грубой ориентации (контроль отношения ), в то время как точное управление наведением было достигнуто путем отслеживания набора направляющих звезд на датчик активных пикселей (CMOS) и перемещая пьезоэлектрический позиционирующий столик для компенсации остаточных ошибок наведения.^[1] Цель состояла в том, чтобы сохранить изображение целевой звезды с точностью до доли пикселя детектора в течение длительного времени.^[3] с точностью наведения лучше 60 угловая секунда, и оптимально с точностью до 5 угловых секунд^[8] в течение 20 минут. Коэффициент усиления каждого пикселя зависел от температуры, поэтому второй целью ASTERIA было продемонстрировать миллиметровыеКельвин -уровень температурной стабильности детектора изображения.^[3]

ASTERIA продемонстрировала способность собирать фотометрические данные и обрабатывать фотометрические кривые блеска с CubeSat. Вторичные приложения включали измерение периодов вращения звезд, характеристику звездной активности экзопланет-хозяев и поддержку наземных измерения лучевой скорости с одновременной фотометрией. После успеха своей 90-дневной запланированной миссии расширенная миссия ASTERIA была нацелена на яркие звезды (яркость Vmag <8) с известными планетами с малой массой, обнаруженными методом лучевых скоростей, которые еще не известны транзитом.^[3]

Научная полезная нагрузка

Полезная нагрузка телескопа состояла из линзы и перегородки, устройства формирования изображения CMOS и пьезоэлектрического позиционирующего столика с двумя осями, на котором фокальная плоскость был установлен.^[3] Секция оптики состояла из f / 1,4 85 мм Zeiss объектив с полем зрения 28,6 градуса и шестью элементами, фокусирующий изображение диаметром 43 мм на фокальную плоскость. Матрица фокальной плоскости вмещала две активные области детекторов - один более крупный КМОП-детектор, который выполнял научную функцию, и КМОП-датчик меньшего размера, который действовал как звездная камера с быстрым каденсом для предоставления данных об ориентации контроль отношения система.^[5]

В апреле 2018 года Лаборатория реактивного движения НАСА сообщила, что ASTERIA «выполнила все свои основные задачи миссии, продемонстрировав, что миниатюрные технологии на борту могут работать в космосе, как и ожидалось».^[9]

Рекомендации