Deep Space 1
Program New Millenium
Technická data o sondě
Nové technologie
Průběh mise
Zdroje informací
Program New Millenium
Zanedlouho začne nové tisíciletí a se začátkem této nové
éry přichází NASA s ambiciózním programem, jehož cílem je další posun hranic
při výzkumu vesmíru. Začátek nového milénia je výzvou pro inženýry, kteří
musí vyvinout mimořádné sondy pro nové mise budoucnosti. Jedním z řady
těchto úsilí NASA je program New Millenium, jehož cílem je vývoj
a testování nových technologií a představ. Jakmile budou tyto technologie
vyzkoušeny, budou použity při budoucích misích výzkumu vesmíru. První ze
série sond tohoto programu, sonda Deep Space 1, odstartuje
svou misi v příštích dnech, další sondy pak v následujících měsících a
letech:
- Deep Space 2, také známá pod označením Mars Microprobe Project,
se skládá ze dvou mikrosond, které se zavrtají do povrchu Marsu. DS2 bude
odstartována v lednu 1999 jako součást mise Mars Polar Lander.
- Deep Space 3 budou 3 sondy tvořící volně letící interferometr.
Budou vyneseny společně na heliocentrickou dráhu, kde se rozvinou do formace
o základně 1 km a poslouží pro zobrazování vzdálených hvězd. Start v roce
2001.
- Deep Space 4 ponese na palubě přístroje mise Champollion a bude
to první pokus o přístání na povrchu komety. Vzorky povrchu budou dopraveny
zpět na Zem. Start v roce 2003.
- Earth Orbiter 1 (EO1) je mise, která bude demonstrovat nové
přístoje a družicové systémy sloužící pro snímkování povrchu Země. Star
v polovině roku 1999.
- Earth Orbiter 2 (EO2), neboli také SPARCLE (SPAce Readiness
Coherent Lidar Experiment) je misí, která bude testovat měření větrů v
atmosféře pomocí laserového radaru z paluby raketoplánu. Její start je
plánován na rok 2001.
Technická data
o sondě

38.47 Kb
474 x 560 |
Ačkoliv bude na palubě sondy 12 nových technologií, zbytek sondy je
sestaven ze současných levných komponent, které byly vyzkoušeny při předchozích
misích. Např. palubní počítač je postaven na základě počítače sondy Mars
Pathfinder. Je tomu tak z toho důvodu, že cílem celého programu je testování
jednotlivých pokročilých technologií pro budoucí mise a ne stavba celých
sond. Základem sondy je hliníkový rám vyvinutí původně firmou Spectrum
Astro, Inc. pro tři sondy určené pro vojenské účely. Většina přístojů je
připojena na vnější část rámu, což zjednodušuje jejich přístupnost během
sestavování a testování sondy ještě před jejím startem. Celková hmotnost
sondy na startu činí 489,5 kg, z čehož 380 kg připadá na samotnou sondu,
28 kg na pohonné látky (hydrazin) a 81,5 kg na xenon. Celkovou konfiguraci
sondy ukazuje předchozí obrázek.
Nové technologie
Jak již bylo řečeno, sonda DS1 slouží ke otestování nových
technologií. Celkem jich je 12 a jsou to tyto následující:
- Solar Electric Ion Propulsion
Na rozdíl od chemického motoru, iontový motor urychluje téměř spojitě.
Ten, který je použit u DS1, má 10x větší specifický impuls (poměr tahu
k množství použitého paliva) než chemický motor. Motor používá dutou katodu
k produkci elektronů. Ty se sráží s atomy Xe a ionizují je. Ionty Xe+ jsou
urychlovány napětím 1280 V a emitovány 30cm tryskou. Oddělený svazek elektronů
je vstřikován do proudu iontů a vytváří neutrální proud plazmatu. Při příkonu
2,3 kW je dosaženo tahu 92 mN. Schéma činnosti iontového motoru ukazuje
obrázek.
- Solar Concentrator Arrays
Vzledem k velkému množství elektrické energie, kterou spotřebovává
iontový motor, musí mít sonda DS1 výkonné sluneční panely. Zde použitá
technologie SCARLET využívá cylindrické křemíkové Fresnelovy čočky k soustředění
slunečního záření na články vyrobené z GaInP2/GaAs/Ge. Dvě pole slunečních
panelů jsou schopny dodat energii 2,6 kW ve vzdálenosti 1 AU od Slunce.
Umělecké znázornění činnosti panelů ukazuje další obrázek.
- Autonomous Navigation
Tento systém umožní sondě určit její polohu ve Sluneční soustavě stejně
tak jako její další dráhu bez pomoci kontrolorů na Zemi. Sonda pořídí fotografie
asteroidu a srovnáním s hvězdami na pozadí určí svoji polohu a pomocí pohonného
systému provede potřebnou změnu dráhy. To by mělo vésti k ušetření času
pozemní sítě Deep Space Network (DSN), která se sondami komunikuje. Bude
možné většinu času věnovat přenosu vědeckých dat a ne dat potřebných k
navigaci.
- Miniature integrated camera and imaging spectrometer (MICAS)
Přístroje o malé hmotnosti jsou nezbytné pro budoucí mise. MICAS je zařízení
vážící pouhých 12 kg, které v sobě obsahuje 2 detektory pracující ve viditelném
světle na vlnových délkách 500-1000 nm, jeden infračervený spektrometr
pracující v pásu 1200-2400 nm a dosahující spektrálního rozlišení 12 nm
a jeden ultrafialový spektrometr pracující mezi 80 a 185 nm se spektrálním
rozlišením 2,1 nm. Detektory pracující ve viditelném světle mají matrici
o rozměru 1024x1024 px, resp. 256x256 px. Všechny přístroje se dělí o dalekohled
o průměru 10 cm. Schéma celého zařízení je zde.
- Integrated Ion and Electron Spectrometer
Další lehký multifunkční "balíček" vážící 6 kg slouží ke
zjišťování 3D rozložení plazmatu. Přístroj bude měřit energetické spektrum
elektronů a iontů v intervalu energií 5 eV - 35 keV na jedn. náboj s rozlišením
5% a také hmotnosti iontů v intervalu 1-135 amu na jedn. náboj. Jedním
z úkolů tohoto přístoje je i studium vlivu iontového motoru na samotnou
sondu.
- Small Deep Space Transponder
Toto zařízení kombinuje mnoho oddělených funkcí jiných sond do jedné
jednotky s hmotností menší než 1/2 hmotnosti, která by byla potřeba bez
použití nové technologie.
- Ka-band Solid State Amplifier
K přenesení většího množství dat či k nižší spotřebě energie při vysílání
dat se inženýři snaží používat vyšší rádiové frekvence. Sonda DS1 bude
používat tzv. pásma Ka, jehož frekvence je 4x vyšší než frekvence v současnosti
používaného pásma X. Pro příjem v pásmu Ka byla upravena i jedna z antén
sítě DSN
- Beacon Monitor Operations
Tento systém bude monitorovat stav jednotlivých zařízení na palubě
sondy a sám bude rozhodovat o tom, jak urgentní je zásah pozemské kontroly.
Odpadne tak odesílání velkého množství dat o stavu sondy a přístojů, ze
kterých dosud pozemní kontrola zjišťovala jejich stav.
- Autonomous Remote Agent
Jakýsi "zástupce" pozemního týmu na palubě sondy, který bude
samostatně rozhodovat o jednotlivých činnostech, které bude sonda provádět.
Je navržen tak, aby byl dostatečně flexibilní pro řešení různých nečekaných
situací. Jeho přítomnost na palubě sondy bude znamenat jeho přístup k více
informacím než má obvykle pozemský řídící tým a umožní mu lépe využít možností
sondy a učinit lepší rozhodnutí. Předpokládá se, že bude schopen vyřešit
samostatně řešit problémy s vyjímkou těch vyjímečných.
- Low Power Electronics
Hmotnost, výkon a spotřeba energie jsou důležitými faktory pro design
kosmických sond. Na palubě DS1 budou testovány dvě mikroelektonické technologie
a jeden mechanicko-elektronický experiment, které by měly být používány
na budoucích sondách. Ke snížení spotřeby energie budou použita zařízení
pracující při velmi nízkém napětím a s nízkou kapacitou.
- Power Activation and Switching Module
- Multifunctional Structure
Průběh mise
13.05 Kb
550 x 489 |
Start sondy DS1 je plánován na 25. října letošního roku. Okamžik startu
je ovšem závislý hlavně na povětrnostních podmínkách v místě startu. Startovací
okno trvá do 10. listopadu. Start se uskuteční pomocí rakety Delta II vyrobené
společností Boeing. Prvním cílem sondy bude blízkozemní planetky s označením
1992 KD. Planetka má průměr 2-5 km. Sonda by měla kolem ní prolétnout
28. července příštího roku ve vzdálenosti pouhých 10 km. Je ovšem možné,
že autonomní palubní systém rozhodne o ještě bližším průletu. Během tohoto
přiblížení pořídí sonda snímky povrchu planetky, provede měření základních
fyzikální vlastností jako je mineralogické složení, tvar, rozměr, jasnost
a povrchové útvary a bude také hledat změny slunečního větru způsobené
jeho interakcí s planetkou za účelem zjištění, zda má planetka vlastní
magnetické pole. Hlavní část mise bude ukončena 18. září 1999. V případě
příznivého stavu sondy bude její mise pokračovat a sonda se přiblíží k
jedné nebo dvěma kometám. V úvahu přicházejí komety Wilson-Harrington
a Borrelly.
Zdroje informací
Pavel -NewI'm- Koten
15. října 1998 |
Počet návštěv - 70 |
Zpět
na ASTRO