Deep Space 1
Deep Space 1 ([Дип Спэйс Уан], «Дальний Космос-1») — экспериментальная автоматическая межпланетная станция (АМС), запущенная 24 октября 1998 года ракетой-носителем «Дельта-2» как часть программы НАСА «Новое Тысячелетие». Основной целью полёта было испытание двенадцати образцов новейших технологий, способных значительно снизить стоимость и риски космических проектов[1].
| Deep Space 1 | |
|---|---|
 Аппарат «Deep Space 1» на фоне кометы Борелли | |
| Заказчик |
 НАСА / JPL |
| Производитель |
General Dynamics |
| Пролёт | (9969) Брайль, 19P/Борелли |
| Спутник | Солнца |
| Стартовая площадка |
Мыс Канаверал |
| Ракета-носитель | Дельта-2 7326 |
| Запуск | 24 октября 1998 12:08:00 UTC |
| COSPAR ID | 1998-061A |
| SCN | 25508 |
| Технические характеристики | |
| Масса | 373,7 кг |
| Мощность | 2500 Вт |
| Элементы орбиты | |
| Эксцентриситет | 0,143 |
| Наклонение | 0,4° |
| Период обращения | 453 дней |
| Апоцентр | 1,32 а. е. |
| Перицентр | 0,99 а. е. |
| Логотип миссии | |
 |
|
| jpl.nasa.gov/missions/de… | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Эти образцы включали в себя:
- Ионный двигатель электростатического типа (ионизированный газ разгоняется в электростатическом поле, создавая реактивную тягу).
- Autonav — автономная система навигации, сводящая к минимуму необходимость корректировки движения аппарата с Земли, а также способная наводить на цели фотоаппаратуру зонда.
- Remote agent — программное обеспечение, способное к самотестированию и самовосстановлению после сбоев.
- SDST (Small, Deep-Space Transponder) — миниатюризованная система дальней радиосвязи.
- MICAS (Miniature Integrated Camera And Spectrometer) — малогабаритная, лёгкая видеосистема, объединяющая цифровую фотокамеру и спектрометр.
- PEPE (Plasma Experiment for Planetary Exploration) — интегрированный массив научных инструментов для изучения космической плазмы, солнечного ветра, электромагнитных полей и заряженных частиц.
- SCARLET (Solar Concentrator Array of Refractive Linear Element Technologies) — лёгкие и эффективные солнечные батареи.
- Эксперимент «Beacon Monitor» — аппарат посылал сигналы только о своём общем состоянии, сокращая стоимость наземных операций[2].
Аппарат «Deep Space 1» успешно выполнил основную цель полёта и начал выполнение дополнительных задач: сближение с астероидом Брайль и кометой Борелли, передав на Землю значительный объём ценных научных данных и изображений. Программа «Deep Space 1» была признана оконченной 18 декабря 2001 года[3].
Технологии
правитьАвтономная навигация Autonav
правитьСистема автономной навигации Autonav, разработанная в Лаборатории реактивного движения NASA, работает с изображениями известных ярких астероидов. Астероиды во внутренней части Солнечной системы перемещаются относительно других тел с известными и предсказуемыми скоростями. Поэтому космический аппарат может определить их относительное положение путём отслеживания подобных астероидов на фоне звезд, которые, в используемом масштабе времени, считаются неподвижными. Два или более астероида позволяют аппарату вычислить свою позицию при помощи триангуляции; две или более позиции во времени позволяют КА определить свою траекторию. Состояние КА отслеживается по его взаимодействию с передатчиками Deep Space Network (DSN), действующими обратно Глобальной системе позиционирования (GPS). Однако, отслеживание при помощи DSN требует множества подготовленных операторов, а сеть DSN перегружена, поскольку используется в качестве сети связи. Использование системы Autonav снижает стоимость миссий и требования к DSN[4][5].
Система автономной навигации Autonav может использоваться и в обратную сторону, для отслеживания расположения тел относительно КА. Это используется для наведения на цель инструментов для научных исследований. В программу аппарата внесено очень грубое определение местоположения цели. После начальной настройки, Autonav удерживает объект в поле видимости, попутно управляя положением КА.[4] Следующим космическим аппаратом, использовавшим Autonav, был «Deep Impact»[6].
IPS (ионная двигательная установка)
править
IPS, предоставленный проектом NSTAR (NASA Solar Technology Application Readiness), использует полый катод для получения электронов для ионизации ксенона при столкновении. Система NSTAR / IPS состоит из 30-сантиметрового толкателя ионов ксенона, системы подачи ксенона (XFS), блока обработки данных силы (PPU), и блока цифрового управления и интерфейса (DCIU)[7].
В ионизатор подаётся топливо, которое само по себе нейтрально, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. Таким образом, в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны. Положительные ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из двух или трёх сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (до 1280 Вольт). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона. Электроны, пойманные в катодную трубку, выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается, во-первых, для того, чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным, а во-вторых, чтобы ионы, «нейтрализованные» таким образом, не притягивались обратно к кораблю.
Минусом является низкая тяга, которая составляла от 19 мН при минимальной мощности до 92 мН на максимальной[7]. Это не позволяет использовать двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, в условиях невесомости, при достаточно долгой работе двигателя, есть возможность разогнать космический аппарат до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих видов двигателей.
Примечания
править- ↑ Deep Space 1 (англ.). NASA Jet Propulsion Laboratory. Дата обращения: 16 января 2010. Архивировано 27 августа 2011 года.
- ↑ Deep Space 1 MICAS, FITS Files - Spacecraft Data (англ.). NASA Planetary Data System. Дата обращения: 16 января 2010. Архивировано 27 августа 2011 года.
- ↑ Deep Space 1 MICAS, FITS Files - Mission Data (англ.). NASA Planetary Data System. Дата обращения: 16 января 2010. Архивировано 27 августа 2011 года.
- ↑ Deep Impact - Navigation Images Report (англ.). Science Data Center. Дата обращения: 16 января 2010. Архивировано 27 августа 2011 года.
- ↑ 1 2 Deep Space 1 - eoPortal Directory - Satellite Missions. directory.eoportal.org. Дата обращения: 5 апреля 2020. Архивировано 19 июля 2020 года.