AlmaSAT-1

AlmaSAT-1 (forkortet engelsk  Alma-Mater Satellite  - Alma Mater satellite ) er en italiensk satellit til forskning i nogle teknologier udviklet af universitetet i Bologna , især 3-akset punktstyring og en modulær satellitstruktur . Satellitten er en terning på 12,5 kg med en kant på 30 cm og en diagonal på 52 cm. Satellitten er designet efter en modulær teknologi, som senere kan bruges til at demonstrere forskellige teknologier og missioner relateret til jordudforskning. Satellitten blev opsendt af Vega -bæreraketten ind i en polarbane med en periapsis på 350 km, hvorfra den vil falde, mens den er i drift i 25 år [3] .

Oprettelseshistorie

Rumforskningsaktiviteter har i de senere år været præget af en lang række små satellituniversiteter , der er blevet etableret og opsendt. På den ene side giver dette mulighed for direkte deltagelse af studerende i virkelige rumprojekter, på den anden side, da disse projekter er karakteriseret ved en kort udviklingstid, giver det forskerne mulighed for ofte at udføre nye eksperimenter til en meget lav pris. Udviklingen af ​​satellitten begyndte i 2003 på 2. Ingeniørfakultet ved universitetet i Bologna. Satellitten er finansieret af det italienske ministerium for videnskabelig forskning (MIUR). Og jordstationerne, der skal modtage et signal fra satellitten, blev installeret i universitetets laboratorier i begyndelsen af ​​projektudviklingen - i september 2003 . Opsendelsen af ​​satellitten skulle finde sted i november 2005 med hjælp fra Dnepr løfteraket , men blev senere udskudt til Vega-programmet [4] .

Konstruktion

Satellitten er en 12,5 kg terning med en kant på 30 cm og en diagonal på 52 cm. Indvendig er terningen opdelt i seks modulære sektioner lavet af højkvalitets rumfartsaluminium , forstærket med 8 rustfri stålplader . Kroppen er baseret på 4 solpaneler monteret på en aluminiumsbund. Dette design blev valgt for at forsyne satellitkomponenterne adskilt af moduler med energi, der forbruger forskellige mængder energi og optager forskellige volumener, ved hjælp af en forkortet multifunktionel bus [5] . Under designfasen af ​​satellitten blev topdækslet redesignet med et andet materiale, kulfiber . Dette gjorde det muligt at reducere satellittens masse.

Luftbårent udstyr

ADCS

ADCS (  (engelsk) Attitude Determination and Control Subsystem) - Undersystem til styring og bestemmelse af orientering. ADCS er en tre-akset nadir -pegende stabilisator, der kræves for at opfylde behovene i et fremtidigt jordsensorsystem . Derudover er der installeret to tre-aksede digitale magnetometre , det ene fremstillet af Honeywell og det andet af Applied Physics. Fire eksperimentelle solsensorer , baseret på PSD (Position Sensitive Detector) teknologi, fuldender attitude kontrol hardwarepakken. Selve systemet er baseret på ATMEL ATMega162 mikrocontrollere. Hver sensor bruger et par Hamamatsu 2D (Advanced Five-sided Type) PSD-kontaktpuder. Den har 4 elektroder placeret i hjørnerne af en firkantet overflade og er kendetegnet ved lav spænding for forbedret energieffektivitet, hurtig respons og lav forvrængning. Til at modtage og behandle PSD-signaler blev der udviklet en elektronisk arkitektur baseret på en 8-bit mikrocontroller, der modtager data fra hele PSD-matrixen. Konditioneringsenheder, en for hvert array, er placeret så tæt på detektoren som muligt for at undgå elektromagnetisk interferens i det svage PSD-signal, mens der typisk er monteret en 12-bit A/D-konverter på sensorkortet. Mikrocontrolleren har også en intern controller , som bruges til at forbinde hver solsensor til den fælles ALMASat-1 bus. Den optiske del består af en vidvinkel (130° FOV) CCTV (Closed Circuit Television) linse , lavet af 6 glas, monteret i en lukket metalramme . Hele solsensorsystemet er indeholdt i en lille kugle af aluminiumslegering og fastgjort til toppen af ​​satellitten. Pegnøjagtighed <0,15º er blevet verificeret ved en række kalibreringstests. Derudover har solsensoren også gennemført den første ESA -kvalifikationsflyvningstest med succes . Til præcis vejledning anvendes et drev , der udføres af 3 ortogonale magnetspoler, derudover er der en mikromotor med en belastet arbejdsvæske, der giver kontrolfunktioner og små orbitale manøvrer .

EPS

EPS (  (eng.) Electric Power Subsystem) - Strømforsyningsdelsystem. ALMASat-1 har et batteri , bestående af 12 lithium-ion-batterier (hver med en kapacitet på 2 Ah), forbundet i tre parallelle rækker af fire celler. Strøm leveres til satellitten gennem to uafhængige regulerede skinner, henholdsvis 12V og 5V.

Mikromotor

Det er en kold gasmotor, hvis formål vil være at stabilisere og styre satellittens orientering samt korrigere dens kredsløb for at øge varigheden af ​​driften. Anslået varighed af arbejdet - 25 år før udviklingen af ​​arbejdsvæsken. Den består af en højtryksnitrogentank udstyret med en central ventil for at forhindre gaslækage, en trykregulator, fjorten mikroventiler til gasudløb, tolv mikromotorer forbundet i 4 grupper i par af en 3-motor og en 3-mikroventil og to trykreguleringssensorer. Mikromotorerne er udstyret med en Laval-dyse, som accelererer gassen, der strømmer ud af cylinderen, med følgende parametre - indløb - 36 mikron, udløb - 136 mikron, supersonisk ekspansionsvinkel - 20°, arbejdsvæske flowhastighed - 1,2 mg/s , dysehøjde - 31 mikron, udstødningshastigheden er 2,6 M, diameterforholdet er 4,7. Udviklet af University of Bologna i samarbejde med Institute of Microelectronics of Bologna. Motoren giver et tryk på 0,75 mN ved et tryk på 0,6 MPa, den specifikke impuls er 65 s. Dysen blev skabt ved hjælp af en softwarefriktionsmodel af en komprimerbar gasstrøm med en optimeret specifik impuls. Tolv mikromotorer sikrer satellittens bevægelse langs alle tre akser rundt om massecentret. Relæer styres ved hjælp af ikke-lineær feedback med ADCS. PCB (  (engelsk) Printed Circuit Board) bruges til at styre MPS'en. Tre funktioner^

• Ventil åbning/lukning kontrol;
• Implementering af styring af algoritmer, der er optimeret til missionen og til at tage højde for data modtaget fra andre undersystemer i rumfartøjet;
• For at sikre, at alle dele af motoren fungerer korrekt ved at opdage og eliminere (hvis muligt) fra mulige fejl, der kan opstå under missionen.

Tanken indeholder 20 gram molekylært nitrogen med et volumen på 360 cm 3 . Motorens samlede vægt overstiger ikke 1,5 kg. Strømforbruget for én ventilåbnings-lukningscyklus er 1,5 W.

Radioudstyr

Satellittens radioudstyr anvender AMSAT datatransmissionsstandarden i VHF -båndet med en datamodtagelse/transmissionshastighed på 1.200 bytes/s. Derudover udføres datatransmission i S-båndet med en hastighed på 38,4 kbps ved hjælp af DDM-teknologi (  (engelsk) Direct Digital Modulation). Den indbyggede antenne består af:

• 4 VHF-datatransmissionsmoduler;
• 1 VHF-datamodtagemodul;
• Firedobbelt spiralformet S-båndsantenne til datatransmission.

Satellitjordstationen blev installeret i Forlì i september 2003.

Start

Opsendelsen blev udført af luftfartsselskabet " Vega " fra Kourou -lanceringsstedet den 13. februar 2012 som en sekundær last. Orbital data: Polar kredsløb 354 km x 1450 km højde, hældning = 71°, omløbsperiode = 103 minutter (14 omdrejninger/dag). Omkring 75 % af banen er i sollys. ALMASat-1 skulle levere sit eget affyrings- og adskillelsessystem til Vega løfteraket. Systemet i sin endelige konfiguration er baseret på den typiske 2-klemme-separationsmetode, der ofte bruges til mikrosatellitter og nanosatellitter. Adapteren består af to mobile stopklodser, der holder to modsatte hjørner af parabolen nedefra og en stor satellitstøttecylinder og fungerer som grænseflade til løfteraketten. Produktionen og afprøvningen af ​​foder- og separationssystemet blev afsluttet med succes i begyndelsen af ​​maj 2009. Den samlede masse af rumfartøjet med strømforsyning og separationssystem var 20,5 kg [6] .

Noter

1. ↑ Missionsside på ESA's  websted . ESA. Arkiveret fra originalen den 11. september 2012.
2. ↑ RN VEGA . ESA. Arkiveret fra originalen den 1. maj 2012.  (ubestemt) (Få adgang: 9. februar 2012)
3. ↑ Missionsside på ESA's  websted . ESA. Arkiveret fra originalen den 11. september 2012.  (Få adgang: 9. februar 2012)
4. ↑ Satellitside på  Skyrocket.de . Gunter Dirk Krebs. Hentet 8. februar 2012. Arkiveret fra originalen 23. februar 2012.
5. ↑ Information fra den officielle hjemmeside  (engelsk)  (utilgængeligt link) . Universitetet i Bologna. Arkiveret fra originalen den 11. september 2012.  (Få adgang: 9. februar 2012)
6. ↑ Information fra Earth Research Portal  (engelsk)  (utilgængeligt link - historie ) . eo portal.  (Få adgang: 9. februar 2012)