Mars Cube One

Den stabile version blev tjekket ud den 14. september 2022 . Der er ubekræftede ændringer i skabeloner eller .
Mars Cube One
Operatør NASA
affyringsrampe Vandenberg Space Force Base Space Launch Complex 3 East [d] [1]
løfteraket Atlas V 401 [d] [1]
lancering 5. maj 2018 [1]
Missions logo
jpl.nasa.gov/cube… (  engelsk)
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Mars Cube One (eller MarCO) er NASAs Mars flyby -mission , som består af to miniature 6U-rumfartøjer ( cubesats ) og blev opsendt den 5. maj 2018 sammen med NASAs InSight -rumfartøj . Mars Cube One er designet til at teste en ny kompakt kommunikations- og navigationsteknologi. Hvis de to køretøjer fuldfører stien til Mars, vil de være i stand til at transmittere data for re-entry, nedstigning og landing af InSight-landeren til Jorden i realtid. [2] Mars Cube One er det første cubesat-rumfartøj, der opererer uden for Jordens kredsløb , og vil også teste udholdenhed i det dybe rum.

InSight-landeren begyndte at videresende data kort efter landing. MarCO er således ikke kritisk for Insight-missionen, dog skulle cubesatsen demonstrere et nyt kommunikationssystem til fremtidige missioner til andre organer i solsystemet .

Oversigt

Mars Cube One er det første rumfartøj bygget i cubesat-format til at operere ud over Jordens kredsløb i det dybe rum. Cubesats er lavet af små komponenter, der skal være billige at bygge og hurtigt udviklet. Cubesats skal have enkle systemer og være nemme at installere i lav kredsløb om jorden. Cubesats udvikles til mange videnskabelige formål: kortlægningsmissioner, biologisk forskning. Cubesat-teknologien blev udviklet af California Polytechnic State University og Stanford University med det mål at skabe nemme og hurtige projekter, der vil give studerende mulighed for at bruge denne teknologi. Cubesats blev ofte brugt som en sekundær nyttelast på store missioner, hvilket gjorde dem mere rentable. [3]

To Mars Cube One cubesats, identiske og navngivet MarCO-A og MarCO-B, blev lanceret sammen som et sikkerhedsnet, men de blev navngivet WALL-E og Eva af JPL-ingeniører, som referencer til de animerede tegneseriefigurer WALL-E [4 ]

Start

Opsendelsen af ​​Mars Cube One var oprindeligt planlagt til den 4. marts 2016 af Atlas-5 løfteraket , [5] men opsendelsen af ​​missionen blev forsinket til den 5. maj 2018 på grund af en funktionsfejl i det videnskabelige instrument InSight . [6] Atlas-5 løfteraketten lancerede cubesatsene sammen med InSight-landeren, hvorefter de to cubesats adskiltes og rejser på deres egen bane til Mars [7] for at teste cubesats-teknologierne, nemlig: pålidelighed, udholdenhed af navigationssystem i det dybe rum. [8] [9]

Mål

MarCOs hovedmission er at teste et nyt miniaturekommunikationssystem og navigationsteknologier. Hvis cubesatsene når Mars, bør de sørge for realtidskommunikation under genindstigning, nedstigning og landing af InSight-landeren. [ti]

Til sikkerhedsnet blev to identiske cubesats lanceret. Disse er de første cubesats til forskning uden for Jordens kredsløb. De vil tillade indsamling af unik information uden for Jordens kredsløb. Ud over at fungere som repeatere, protesterer cubesats navigationsmuligheder i det dybe rum. I stedet for at vente flere timer på, at information vender tilbage til Jorden direkte fra InSight-platformen, vil MarCO transmittere vigtige data meget hurtigere. [10] Uden cubesats vil InSight transmittere information via Mars Reconnaissance Orbiter , som ikke transmitterer information så hurtigt. På trods af de eksisterende kommunikationsvanskeligheder for jordsystemer, især i kritiske situationer, foreslog forskellige hold et nyt system, hvorigennem information ville blive transmitteret til Jorden. Tidligere missioner sendte information tilbage til Jorden efter landing, enten selv eller via orbitere. [10] Fremtidige missioner vil ikke længere bruge denne metode, cubesats vil transmittere data i realtid, hvilket reducerer de samlede omkostninger ved missionen. [7]

Design og systemer

To identiske cubesats blev bygget af NASA Jet Propulsion Laboratory, 6U-format (10 × 20 × 30 cm). Den begrænsende faktor i cubesat design er, at alle de nødvendige komponenter skal placeres inde i dette rum. Cubesat'en skal indeholde en antenne om bord, flyelektronik til at styre sonden, et fremdriftssystem, en strømkilde og videnskabeligt udstyr. [ti]

Radioudsendelse

En fuldt polariseret mikrobølgeantenne vil blive installeret ombord på to kuber. InSight reentry , nedstignings- og landingsinformation vil blive transmitteret gennem denne antenne ved 8 kbps til cubesats og vil blive simulcast i X-bånd ved 8 kbps til Jorden. [10] MarCO bruger solpaneler til at drive den, men på grund af begrænsninger er signaleffekten kun 5 watt.

For at cubesats skal have evnen til at transmittere information, har de brug for en pålidelig mikrobølgeantenne, der skal opfylde vægtstandarderne for cubesat-formatet, enkelt design og overkommelig pris. Højfrekvensantennen har en fokuseret smal radiobølgebredde (retningsbestemt antenne). Tre typer antenner blev overvejet: en standard patch-antenne, en reflektorantenne og en netværksreflektor. I betragtning af de små dimensioner, der kræves til cubesat-formatet, opfylder reflektorantennen alle missionskrav. HF-reflektorantennekomponenter: foldepaneler, hængslet hængsel, der forbinder panelerne med kroppen, fire vingesløjfer og en udløsermekanisme. Antennepanelerne skal modstå temperaturændringer under missionen samt vibrationer under adskillelse. [ti]

Bevægelsessystem

Cubesat fremdriftssystem - otte koldgasmotorer, der er designet til at styre bane og holdning. [11] På vej til Mars vil fremdriftssystemet foretage justeringer for at forfine banen. [12] At korrigere kubesatsernes bane umiddelbart efter adskillelse vil være meget mere økonomisk med hensyn til mængden af ​​brændstof end umiddelbart før ankomsten til Mars. Små justeringer af banen sparer ikke kun brændstof, men reducerer også den volumen, den kan optage, hvilket øger pladsen til kritiske komponenter inde i køretøjet.

Lignende missioner

Under den planlagte Artemis 1 -mission til Månen vil boosteren affyre 13 cubesats som en ekstra nyttelast. Hver cubesat har sine egne mål og er udviklet af et separat team. [13]

Se også

Noter

  1. 1 2 3 McDowell D. Jonathans rumrapport - International Space University .
  2. Asmar. Mars Cube One (MarCO) - The First Planetary CubeSat Mission (PDF)  (utilgængeligt link) . Jet Propulsion Laboratory (20. november 2014). Hentet 27. maj 2015. Arkiveret fra originalen 25. januar 2017.
  3. Hånd, Eric. Tænker inde i boksen  (engelsk)  // Science : journal. - 2015. - 10. april ( bd. 348 , nr. 6231 ). - S. 176-177 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/science.348.6231.176 . — PMID 25859027 .
  4. NASAs Mars Cubesats "Wall-E" og "Eva" vil være først på Another Planet Arkiveret 25. april 2019 på Wayback Machine . Elizabeth Howell, Space. 1. maj 2018.
  5. NASA Awards Launch Services Contract for InSight Mission . NASA . Hentet 11. december 2014. Arkiveret fra originalen 25. april 2019.
  6. NASA aflyser næste Mars-mission på grund af instrumentlækage (downlink) . Excite News (22. december 2015). Hentet 22. december 2015. Arkiveret fra originalen 23. december 2015. 
  7. 12 Mars Cube One (MarCO ) . jpl.nasa.gov . Arkiveret fra originalen den 13. december 2019.
  8. JPL's Advanced CubeSat Concepts for Interplanetary Science Arkiveret 14. januar 2020 på Wayback Machine og Exploration Missions. (PDF). Sara Spangelo, Julie Castillo-Rogez, Andy Frick, Andy Klesh, Brent Sherwood. CubeSat Workshop 2015. August 2015.
  9. NASA's første Deep-Space CubeSats Sig: "Polo!" Arkiveret 25. april 2019 på Wayback Machine . NASA nyheder. 6. maj 2018
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 Hodges, Richard E. En deployerbar højforstærkningsantenne på vej til Mars: Udvikling af et nyt reflekteret panel med foldet panel til den første CubeSat-mission til Mars  //  IEEE Antennas and Propagation Magazine : journal. - 2017. - 21. februar ( bind 59 ). - S. 39-49 . - doi : 10.1109/MAP.2017.2655561 .
  11. VACCO - CubeSat Propulsion Systems Arkiveret 25. april 2019 på Wayback Machine . VACCO. 2017.
  12. To bittesmå 'CubeSats' vil se 2016 Mars Landing . jpl.nasa.gov . Arkiveret fra originalen den 31. oktober 2018.
  13. NASA Space Launch Systems første flyvning til at sende små videnskabelige satellitter ud i rummet . nasa.gov . Hentet 3. februar 2016. Arkiveret fra originalen 24. december 2020.


Links