ExoCube (CP-10) - ExoCube (CP-10)


ExoCube (CP-10) спутник космической погоды, разработанный Калифорнийский политехнический государственный университет - Сан-Луис-Обиспо и спонсируется Национальный научный фонд. Это один из многих миниатюрные спутники которые придерживаются CubeSat стандарт. Основная миссия ExoCube - измерение плотности водорода, кислорода, гелия и азота в земных экзосфера. Он характеризует [O], [H], [He], [N2], [O +], [H +], [He +], [NO +], а также общую плотность ионов над наземными станциями, некогерентное рассеяние радиолокационных (РЛС) станций, а также периодически по всей орбите. Он был запущен на борту ракеты Delta II с основной полезной нагрузкой NASA SMAP с авиабазы ​​Ванденберг в Калифорнии 31 января 2015 года.[1]

дизайн

ExoCube - это спутник 3-U CubeSat (30 x 10 x 10 см). ExoCube был развернут с P-POD (Poly-Picos satellite Orbital Deployer), универсальной системы развертывания CubeSat. Спутник оборудован экологической камерой для научной полезной нагрузки и системой контроля ориентации (ADCS).

Экологическая камера спутника - это корпус для двух научных инструментов, миниатюрная масса. спектрометр, и ионный датчик. Камера защищает инструменты и обеспечивает необходимые условия для точного сбора данных. Он также служит для предотвращения попадания влаги на инструмент перед запуском. Камера продувается гексафторид серы в ожидании даты запуска защиты прибора.

ExoCube также оснащен контроль отношения система, которая позволяет инструментальное позиционирование и стабильность спутника. Для управления ExoCube оснащен двумя выдвижными стрелами с латунными гирями на концах. Это позволяет гравитационно-градиентная стабилизация Это помогает правильно ориентировать спутник по двум осям в пределах ± 10 °. Дальнейшая точная настройка ориентации спутника выполняется магниторез. Эти устройства используют генерируемые током магнитные поля, которые взаимодействуют с магнитным полем Земли для ориентации спутника. Это позволит научной полезной нагрузке спутника проводить надлежащие измерения. Спутник также имеет импульсное колесо 10 мНм от Sinclair Interplanetary, которое обеспечивает соединение осей крена и рыскания для гироскопической устойчивости. Для определения ExoCube оснащен магнитометрами и датчиками солнца на каждой стороне, а также на выдвижных штангах.

Миссия

ExoCube - это совместная работа, разработанная компанией Scientific Solutions, НАСА Годдард, Калифорнийский политехнический государственный университет - Сан-Луис-Обиспо, Университет Висконсина и Университет Иллинойса. Проект ExoCube начался в 2011 году. Проект и строительство автобуса спутника были переданы компании PolySat в Калифорнийский политехнический государственный университет в Сан-Луис-Обиспо. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА предоставил полезную нагрузку датчика - времяпролетный масс-спектрометр. Научная группа, состоящая из Университета Висконсина в Мэдисоне, Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и Scientific Solutions, отвечает за сбор, калибровку и интерпретацию данных миссии. Как ведущее учреждение Scientific Solutions, Inc (SSI) несет ответственность за управление программой и надзор.

ExoCube был одной из четырех вспомогательных полезных нагрузок на ELaNa-X SMAP, запущенных 31 января 2015 года. Спутник имеет полярную орбиту высотой примерно 400 x 670 км и наклонением 98 градусов. ExoCube будет иметь ожидаемый срок службы на орбите 8 лет с ожидаемым минимальным сроком службы в полете 6 месяцев.

Связь с ExoCube осуществляется через наземную станцию ​​УВЧ Маркони, которая расположена в Политехническом государственном университете Калифорнии - Сан-Луис-Обиспо.

Научные данные и полезная нагрузка

ExoCube получит глобальные знания о плотности на месте [O], [H], [He], [N2], [O +], [H +], [He +], [NO +] в верхней ионосфере и нижней экзосфере. . Ключевые научные цели включают исследование глобальной, суточной и сезонной изменчивости в верхних слоях атмосферы, процессов обмена зарядом, реакции атмосферы на геомагнитные бури и проверку эмпирических и климатологических моделей атмосферы. На спутнике используется стробируемый времяпролетный спектрометр.

Атомарный кислород и гелий не измерялись на месте с начала 1980-х годов в эпоху Обозреватель динамики. Водород никогда не измерялся непосредственно на месте в районе миссии. Предоставляя измерения над Аресибо, Висконсин, Китт-Пиком и Серро-Тололо, ExoCube поможет во взаимном сравнении и подтверждении наземных наблюдений с соответствующих участков. Эти измерения выполняются с использованием пассивных оптических интерферометрия и фотометрия выбросов нейтрального свечения атмосферы, а также активного ISR для характеристики локальных ионосфера.

Измерения плотности также будут использоваться для характеристики климатология состава верхней ионосферы и нижней экзосферы. Обладая наклонением орбиты и возможностями точности ExoCube, вы сможете надежно оценивать суточные изменения плотности и состава. Ожидаемый минимальный срок действия миссии в шесть месяцев позволит сравнить условия равноденствия и солнцестояния.

Научная полезная нагрузка включает два инструмента, которые вместе именуются EXOS. Инструментами являются анализатор угла нейтральной статической энергии (NSEAA), анализатор статической энергии ионов (ISEAA) и монитор общего количества ионов (TIM). Научная полезная нагрузка, которая выполняет экспериментальные измерения, была предоставлена ​​NASA-GSFC. Университет Висконсина - Мэдисон проводит тесты и анализ полученных данных.

использованная литература

  1. ^ Запуск ExoCube