ИЗОБРАЖЕНИЕ (космический корабль) - IMAGE (spacecraft)

Для использования в других целях см. Изображение (значения).
ИЗОБРАЖЕНИЕ
Изображение-космический корабль-iso-view.gif
Схема космического корабля IMAGE
ИменаТепловизор для глобального исследования магнитопаузы и полярного сияния
Исследователь 78
Тип миссииФизика магнитосферы
ОператорНАСА  / Годдард
Лаборатория прикладной физики
COSPAR ID2000-017A
SATCAT нет.26113
Интернет сайтПлутон.Космос.swri.edu/ИЗОБРАЖЕНИЕ/
изображение.gsfc.nasa.gov
Продолжительность миссииПланируется: 2 года[1]
Финал: 5 лет, 8 месяцев, 22 дня
Свойства космического корабля
ПроизводительLockheed Martin Ракеты и космос
Юго-Западный научно-исследовательский институт
Стартовая масса494 кг (1089 фунтов)[1]
Масса полезной нагрузки210 кг (463 фунта)[2]:17
РазмерыАвтобус: 2,25 × 1,52 м (7,4 × 5,0 футов)[1]
Развернутый: 504 × 22 м (1652 × 71 фут)[1]
Мощность286 Вт[1] (GaAs солнечные батареи, Супер NiCd батареи)
Начало миссии
Дата запуска25 марта 2000 г., 20:34: 43.929 (2000-03-25UTC20: 34: 43) универсальное глобальное время[3]
РакетаДельта II 7326-9.5 #277[4]
Запустить сайтВанденберг SLC-2W
ПодрядчикУслуги по запуску Boeing
Конец миссии
УтилизацияКонтакт потерян
Последний контакт18 декабря, 2005, 07:39 (2005-12-18UTC07: 40) универсальное глобальное время[5]
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимПолярный
Большая полуось29,880 км (18,567 миль)
Эксцентриситет0.75308
Высота перигея1000 км (621 миль)
Высота апогея46,004 км (28,586 миль)
Наклон90.01°
Период856 минут
РААН192.74°
Аргумент перигея319.86°
Эпоха25 марта 2000 г., 16:30:34 UTC[6][7]
 

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Тепловизор для глобального исследования магнитопаузы и полярного сияния) это НАСА Средние исследователи миссия, изучавшая глобальную реакцию земной шар с магнитосфера к изменениям в Солнечный ветер. Считалось, что он утерян, но по состоянию на август 2018 года может быть восстановлен. Он был запущен 25 марта 2000 г. Дельта II ракета из База Ванденберга в двухлетней миссии. Почти шесть лет спустя он неожиданно прекратил работу в декабре 2005 года во время расширенной миссии и был объявлен потерянным.[8] Космический корабль был частью НАСА Программа "Солнце-Земля", и за время его проведения было опубликовано более 400 научных статей в рецензируемых журналах с использованием его данных.[9] В нем были специальные камеры, которые обеспечили различные прорывы в понимании динамики плазма вокруг Земли. Главным исследователем был Джим Берч из Юго-Западный научно-исследовательский институт.

В январе 2018 года любительский спутниковый трекер обнаружил, что он передает некоторые сигналы обратно на Землю.[10][11] НАСА предприняло попытки связаться с космическим кораблем и определить статус его полезной нагрузки, но ему пришлось отследить и адаптировать старое оборудование и программное обеспечение к существующим системам.[12] 25 февраля связь с IMAGE была снова потеряна, чтобы восстановить ее 4 марта 2018 г. Сигнал снова пропал 5 августа 2018 г. В настоящее время ведутся восстановительные работы, и в случае успеха НАСА может решить профинансировать возобновленную миссию.[13]

Обзор

IMAGE был первым космическим аппаратом, предназначенным для получения изображений Земли. магнитосфера.[1] IMAGE - космический корабль, разработанный Исследователи среднего класса (MIDEX), и это был первый космический аппарат, предназначенный для наблюдения за магнитосферой Земли, производящий всеобъемлющие глобальные изображений из плазма во внутренней магнитосфере. Корабль IMAGE был размещен в пространстве 1000 × 46 000 км. орбита вокруг Земли, с склонность 90 ° (проходя через полюса ) и период 14,2 часа.

Получая изображения каждые 2 минуты в длинах волн, невидимых человеческому глазу, он позволил детально изучить взаимодействие Солнечный ветер с магнитосферой и откликом магнитосферы во время магнитная буря. Со своей далекой орбиты космический аппарат произвел множество изображений ранее невидимой области космоса во внутренней магнитосфере, превзойдя все его научные цели. В 2005 г., как раз перед его потерей, старшее руководство оценило эту миссию как «чрезвычайно продуктивную».[14] подтвердив несколько теоретических предсказаний (например, плазмосфера шлейфы, инъекция кольцевого тока до полуночи и непрерывное антипараллельное пересоединение), открыли множество новых и неожиданных явлений (например, плечи плазмосферы, субавроральные протонные дуги и вторичный межзвездный поток нейтральных атомов) и ответили на ряд нерешенных вопросов, касающихся область источника километрового континуума излучения, роль импульсов давления солнечного ветра в ионосферном истечении и взаимосвязь между протонными и электронными сияниями во время суббурь.[14][15] Когда космический корабль замолчал в декабре 2005 года, было одобрено продление миссии до 2010 года.[14]

Стоимость IMAGE оценивается в 132 миллиона долларов США, включая космические аппараты, приборы, ракеты-носители и наземные операции.[1]

Полезная нагрузка

Его научная полезная нагрузка состоит из трех комплектов инструменты:[1]

  • Энергетический нейтральный атом формирователи изображений (LENA, MENA, HENA) - эти инструменты используют атомы водорода, гелия и кислорода в экзосфере для формирования изображений и определения свойств их родительских ионов с низкой, средней и высокой энергией. HENA, формирователь изображений с нейтральным атомом высокой энергии, представляет собой модифицированную версию датчика MIMI / INCA (прибор для получения изображений магнитосферы / ионная и нейтральная камера), установленный на Кассини – Гюйгенс миссия.
  • Ультрафиолетовые формирователи изображений (FUV и EUV) - тепловизор в крайнем ультрафиолете (EUV) обнаруживает свет от атомов гелия в плазмосфера. В тепловизоре дальнего ультрафиолета (FUV) используются три детектора для изображения полярные сияния на разных длинах волн и измерить распределение разных ионов.
  • Радио Плазма Imager (RPI) - этот инструмент использует импульсы радиоволн для изображения всего объема магнитного поля Земли. С помощью антенны длиной 502 метра он излучает всплеск радиоволн, которые отражаются от облаков заряженных частиц между внешней границей плазмосферы вплоть до границы, где находится Магнитное поле Земли подвержен влиянию Солнечный ветер. RPI также измеряет встречающиеся в природе плазменные волны в месте нахождения космического корабля.

Центральный процессор данных приборов (CIDP), а также подсистема обработки команд и данных (главный бортовой компьютер) были построены на основе проверенного в миссии IBM RAD6000 авионика процессоры.[1]

Потеря

18 декабря 2005 г. спутник не смог выйти на ожидаемый контакт в 16:20 UTC. Предыдущий контакт завершился успешно в 07:39 того же дня без каких-либо признаков проблем.[16]:14 В последующие дни и недели посылались команды «вслепую» перезагрузить передатчик, сменить антенны или иным образом попытаться восстановить контакт с космическим кораблем, но никакого сигнала (даже немодулированного) несущая волна ) был получен. Усилия по восстановлению включали использование различных DSN антенны, использующие наземные станции сторонних производителей на случай систематической ошибки DSN, не передающие в течение нескольких дней никаких команд для запуска 72-часового сторожевой таймер, увеличение мощности передачи в случае неправильного совмещения антенны, а также оптические и радиолокационные наблюдения за спутником для проверки наличия мусора, изменения скорости вращения или изменения орбиты, указывающих на столкновение или другое повреждение.[16]:16–17

Космическому кораблю также была дана команда немного увеличить скорость вращения и асимметрично включить нагреватели. При наблюдении это будет означать, что он может принимать команды, но не передавать. Никаких изменений не наблюдалось, и позже анализ показал, что изменение температуры не было обнаружено.[5]:9–10 Попытка понаблюдать за температурой корабля, чтобы определить, полностью ли он мертв или потребляет мощность, ожидаемую в безопасный режим был безрезультатным.[5]:10–11

Тщательный анализ отказов показал, что среди возможных причин внезапной двунаправленной потери связи Твердое состояние Преобразователь мощности (SSPC) для транспондера, среди его функций, "мгновенное отключение" в ответ на сильноточный (100 А) короткое замыкание.[17] Критично, что такое отключение было нет сообщается в выводе телеметрии источника питания, и этот недостаток не был задокументирован. [18] Поскольку это было недокументировано, аппаратное и программное обеспечение космического корабля не предусматривало попытки сброса SSPC, если он сообщал о хорошем состоянии.[17][5]:13 Это приведет к наблюдаемым симптомам: отсутствие радиосвязи с явно неповрежденным космическим кораблем.[5]:1,12–13,22,29–31

Хотя такое короткое замыкание было бы почти невозможно без смертельного повреждения космического корабля, отключение могло быть ложно инициировано радиационным воздействием. одно событие расстроено.[17][5]:1,30–31 Это можно было просто исправить, отключив и снова отключив питание, но конструкция космического корабля не оставляла возможности послать такую ​​команду, и она не была встроена.

Та же проблема с той же моделью блока питания повлияла на EO-1 и WMAP спутники (запущенные после ИЗОБРАЖЕНИЯ),[5]:1,13 но они смогли поправиться.

В январе 2006 года НАСА объявило о завершении миссии, заявив, что «предварительный анализ показал, что подсистемы питания корабля вышли из строя, что сделало его безжизненным».[9] Несмотря на это, они продолжали попытки установить контакт. В начале 2006 года НАСА созвало совет экспертов, чтобы выяснить, что пошло не так. Через несколько месяцев они создали отчет, в котором предположили, что IMAGE сработал выключателем питания и может исправить это само.[19]

Была надежда, что затмение когда космический корабль прошел сквозь тень Земли в октябре 2007 года, это привело бы к достаточно глубокому провалу напряжения питания, что вызвало бы полный сброс шины, что вызвало бы цикл питания подозрительного источника питания.[5]:14–18 Однако попытки связаться с кораблем после этого затмения не увенчались успехом.[10]

Усилия по восстановлению

20 января 2018 года ИЗОБРАЖЕНИЕ нашло канадский радиолюбитель. и спутниковый трекер Скотт Тилли будет вести трансляцию, и он сообщил об этом НАСА. Он просматривал S-диапазон (микроволновые печи) в надежде найти Зума спутник.[10][20]

24 января 2018 года Ричард Берли из НАСА сообщил, что они пытались установить связь со спутником, используя Сеть дальнего космоса НАСА.[21] Двумя днями позже Берли сообщил, что инженеры Центр космических полетов Годдарда успешно получил сигнал,[22] и подтвердил 30 января 2018 г., что IMAGE является источником.[12] Неизвестно, когда спутник начал вещание, но повторная проверка старых данных, записанных Тилли и другим спутниковым трекером Сис Басса, показала передачи с того же спутника в октябре 2016 и мае 2017 года.[23] Басса выдвинул гипотезу, что, хотя затмение 2007 года не смогло перезагрузить спутник, другое помогло, вероятно, где-то между 2014 и 2016 годами.[19]

8 февраля 2018 года НАСА опубликовало подробный отчет о восстановлении спутника IMAGE.[24] Спутник передавал данные помимо простой телеметрии, что указывало на то, что некоторые из шести его бортовых приборов все еще были активны.[25] Инженеры НАСА пытаются определить статус спутника,[12] но поскольку программное и аппаратное обеспечение, используемое в Операционном центре IMAGE Mission Operations Center, было отброшено и больше не существует, они находятся в процессе адаптации старого программного обеспечения и баз данных к своим современным системам и ищут заменяющее оборудование.[12][26][27]

25 февраля 2018 года НАСА снова потеряло контакт со спутником, но не так, как в 2005 году. Ричард Берли, бывший директор миссии IMAGE, заявил, что, по его мнению, существует проблема с осью вращения IMAGE по отношению к его среде. размещение антенны усиления. Если НАСА сможет восстановить контроль над космическим кораблем и можно будет оценить состояние данных и наземных систем, оно решит, сможет ли оно профинансировать перезапуск миссии.[13]

4 марта 2018 года Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса сообщила об обнаружении сигнала со спутника, но он был слишком слабым, чтобы его можно было зафиксировать.[28]

9 мая 2018 года Скотт Тилли снова обнаружил сильный сигнал от IMAGE. Через несколько часов инженеры НАСА и APL зафиксировали сигнал и получали данные телеметрии. Команды были переданы в IMAGE, но по неизвестным причинам космический корабль подтвердил получение только части этих команд.[28]

28 августа 2018 года НАСА объявило, что команда IMAGE перестала принимать какие-либо сигналы со спутника, как это было раньше зимой.[28] и продолжал бы пытаться отправлять команды.[29]

20 января 2019 года прошел полный год с момента повторного открытия космического корабля, и с 5 августа 2018 года он оставался вне связи.

Галерея

  • Фотографии ИЗОБРАЖЕНИЯ

  • Монтаж ложных изображений в ультрафиолете аврора австралис

  • Изображение ультрафиолетового свечения относительно холодной плазмы, окружающей Землю

  • An Аврора глазами ДальнегоУльтрафиолетовый (FUV) тепловизор

  • Фальшивое цветное изображение ультрафиолетовых сияний от частиц, возбужденных столкновениями с протонами, так называемых протонных сияний

  • ИЗОБРАЖЕНИЕ готовится

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я "Пресс-кит для IMAGE Mission" (PDF). НАСА. Март 2000 г.. Получено 28 января 2018.
  2. ^ Берч, Дж. Л., изд. (2000). Миссия IMAGE. Springer Science + Business Media. Дои:10.1007/978-94-011-4233-5. ISBN  978-94-010-5837-7.
  3. ^ Айрапетян, В .; Sedlak, J .; Хашмолл, Дж. (2001). Характеристики автономных звездных трекеров на орбите (PDF). Симпозиум по механике полета. 19–21 июня 2001 г. Центр космических полетов Годдарда, Гринбелт, штат Мэриленд. НАСА / CP-2001-209986.
  4. ^ «Ракета Дельта 2». Космический полет сейчас. 25 марта 2000 г.. Получено 28 января 2018.
  5. ^ а б c d е ж грамм час «Заключительный отчет Совета по анализу отказов IMAGE: краткое изложение» (PDF). НАСА. 19 сентября 2006 г.
  6. ^ «ИЗОБРАЖЕНИЕ - Орбита космического корабля». Координированный архив данных космической науки НАСА. Получено 28 января 2018.
  7. ^ "ИЗОБРАЖЕНИЕ Окончательные данные об орбите". Юго-Западный научно-исследовательский институт. Получено 28 января 2018.
  8. ^ «ИЗОБРАЖЕНИЕ - Детали космического корабля». Координированный архив данных космической науки НАСА. Получено 25 января 2018.
  9. ^ а б Хапп, Эрика; Нил, Нэнси; Стейгервальд, Билл (20 января 2006 г.). «Миссия НАСА по магнитному полю окончена». НАСА. 06-030.
  10. ^ а б c Тилли, Скотт (21 января 2018 г.). "Давно мертвый спутник НАСА" IMAGE "жив!". Загадки в небе. Получено 1 февраля 2018.
  11. ^ Чан, Афина (28 января 2018 г.). "Астроном-любитель обнаружил потерянный спутник НАСА за десятилетие". Tech Times. Получено 28 января 2018.
  12. ^ а б c d Гарнер, Роб; Хэтфилд, Майлз (2 февраля 2018 г.). «Последние данные из изображения указывают на функциональную мощность космического корабля». НАСА. Получено 4 февраля 2018.
  13. ^ а б Флейшман, Гленн (апрель 2018 г.). "НАСА снова и снова отключает спутник". Воздух и космос. Получено 22 марта 2018.
  14. ^ а б c Burch, James L .; Мур, Томас Э .; Грин, Джеймс Л .; Fuselier, Stephen A .; Frey, Harald U .; Гольдштейн, Джерри (2005). Тепловизор для глобального исследования магнитопаузы и полярного сияния (ИЗОБРАЖЕНИЕ) (PDF). Senior Review 2005. 5 октября 2005 г. Сан-Антонио, Техас.
  15. ^ «Основные моменты миссии IMAGE». Юго-Западный научно-исследовательский институт. Получено 4 февраля 2018.
  16. ^ а б Прайор, Майк (21 апреля 2006 г.). «Финальная презентация Совета по рассмотрению отказов изображений» (PDF). НАСА.
  17. ^ а б c Харди, Терри Л. (16 апреля 2012 г.). Безопасность программного обеспечения и систем: аварии, инциденты и извлеченные уроки. АвторДом. п. 57. ISBN  978-1-4685-7470-8.
  18. ^ Отказ от сообщения был преднамеренным, так как в приложениях, не связанных с космическими кораблями, было бы опасно автоматически восстанавливать питание в таком случае, в то время как в космическом корабле отказ от приема означает потерю миссии, поэтому терять больше нечего, пытаясь.
  19. ^ а б Селк, Ави (31 января 2018 г.). «НАСА потеряло контакт со спутником 12 лет назад. Любитель только что нашел его сигнал». Вашингтон Пост. Получено 1 февраля 2018.
  20. ^ Воозен, Пол (26 января 2018 г.). «Астроном-любитель обнаруживает возрожденный спутник НАСА». Наука. Американская ассоциация развития науки. Получено 28 января 2018.
  21. ^ Берли, Ричард Дж. (24 января 2018 г.). "Re: НАСА IMAGE - Возвращение из мертвых". SeeSat-L (Список рассылки) - через Скотта Тилли.
  22. ^ Берли, Ричард Дж. (26 января 2018 г.). "Fwd: 20180126 Статус ИЗОБРАЖЕНИЯ". SeeSat-L (Список рассылки) - через Скотта Тилли.
  23. ^ Басса, Сис (30 января 2018 г.). "Когда ИЗОБРАЖЕНИЕ вернулось из мертвых?". Загадки в небе. Получено 9 февраля 2018.
  24. ^ Блумберг, Сара (8 февраля 2018 г.). «Подробный график восстановления миссии IMAGE». НАСА. Получено 10 февраля 2018.
  25. ^ Маккей, Том (27 января 2018 г.). «Спустя десятилетие давно умерший спутник НАСА IMAGE, возможно, вернулся к жизни». Gizmodo.
  26. ^ Кофилд, Калла (31 января 2018 г.). «Сигнал, обнаруженный астрономом-любителем, пришел с давно потерянного спутника, подтверждает НАСА». Space.com. Получено 4 февраля 2018.
  27. ^ Сонди, Давид (30 января 2018 г.). "НАСА пытается восстановить потерянный спутник IMAGE". Новый Атлас.
  28. ^ а б c Хэтфилд, Майлз. «Последние обновления НАСА по восстановлению изображений». НАСА. Получено 12 октября 2018.
  29. ^ Томпсон, Эйвери (30 августа 2018 г.). «НАСА уже потеряло спутник, которое только что нашло в январе». Популярная механика. Получено 31 августа 2018.

внешняя ссылка