АСТЕРИЯ (космический корабль)
 ASTERIA во время испытаний. Это 6U CubeSat космический телескоп для обнаружения экзопланет | |
| Имена | ExoplanetSat (2011) |
|---|---|
| Тип миссии | Демонстратор технологий |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР | 1998-067NH |
| Номер SATCAT | 43020 |
| Веб-сайт | www.jpl.nasa.gov/cubesat/missions/asteria.php |
| Продолжительность миссии | Номинал: 90 дней Продление: до 1 года Достигнуто: 2 года, 15 дней |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | АСТЕРИЯ |
| Автобус | 6U КубСат |
| Производитель | JPL и Массачусетский технологический институт |
| Стартовая масса | 12 кг (26 фунтов) |
| Размеры | 10 см × 20 см × 30 см (0,33 фута × 0,66 фута × 0,98 фута) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 14 августа 2017 г. , 16:31 UTC Развернуто: 20 ноября 2017 г. ( 2017-08-14 ) |
| Ракета | Сокол 9 |
| Стартовая площадка | Кеннеди LC-39A |
| Подрядчик | SpaceX |
| Конец миссии | |
| Последний контакт | 5 декабря 2019 г. |
| Дата распада | 24 апреля 2020 г. |
| Параметры орбиты | |
| Система отсчета | Геоцентрический |
| Режим | Низкая Земля |
| Высота перигея | 402,7 км (250,2 мили) |
| Апогей высоты | 406,7 километров (252,7 миль) |
| Наклон | 51,6° |
| Период | 92,5 минуты |
| Основной | |
| Длины волн | видимый спектр : 390–700 нм |
ASTERIA ( космический телескоп дуговой секунды, позволяющий проводить исследования в астрофизике ) — это миниатюрная демонстрационная технология космического телескопа и альтернативная научная миссия по проведению астрофизических измерений с использованием CubeSat . Он был разработан в сотрудничестве между Массачусетским технологическим институтом (MIT) и Лабораторией реактивного движения NASA . ASTERIA был первым CubeSat, созданным JPL, который успешно эксплуатировался в космосе. Первоначально задуманный как проект для обучения молодых ученых и инженеров, технический проект ASTERIA состоял в том, чтобы достичь ошибки наведения линии визирования на уровне дуговой секунды и высокостабильного контроля температуры фокальной плоскости. Эти технологии важны для прецизионной фотометрии , то есть измерения яркости звезд с течением времени. Прецизионная фотометрия, в свою очередь, обеспечивает способ изучения звездной активности, транзитных экзопланет и других астрофизических явлений.
ASTERIA был запущен 14 августа 2017 года и выведен на низкую околоземную орбиту с Международной космической станции 20 ноября 2017 года. [1] Основная миссия длилась 90 дней, но спутник продолжал работать в течение 745 дней в ходе трех расширенных миссий, пока последняя успешная связь не была установлена 5 декабря 2019 года. [2] Спутник вышел из строя 24 апреля 2020 года. Главным исследователем была канадско-американский астроном и планетолог Сара Сигер из Массачусетского технологического института. [3]
Обзор
Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics (ASTERIA) — шестиблочный (6U) космический телескоп CubeSat, запущенный с Международной космической станции (МКС) с целью тестирования новых технологий обнаружения экзопланет с использованием транзитного метода . [1] [4] [5] Программа финансировалась в JPL через программу Phaeton для обучения молодых сотрудников. [1] Ее целевая миссия длилась 90 дней, [1] после чего она была продлена до потери связи с космическим аппаратом. [6] [2]
Возможности ASTERIA позволили проводить точную фотометрию на оппортунистической основе для изучения звездной активности, транзитных экзопланет и других астрофизических явлений. Технологическими целями миссии были «достижение ошибки наведения линии визирования на уровне угловой секунды и высокостабильный контроль температуры фокальной плоскости для точной фотометрии» как способа обнаружения транзитных экзопланет и характеристики их родительских звезд. [4] Стабильность наведения была продемонстрирована в течение 20-минутных наблюдений. Повторяемость наведения будет определяться в течение как минимум пяти наблюдений в течение восьми или более дней, при этом целевая звезда будет возвращаться в то же положение в фокальной плоскости путем регулировки ориентации космического аппарата и положения фокальной плоскости. [4]
Эта миссия может служить ориентиром для флота недорогих космических телескопов, наблюдающих за несколькими целями одновременно, чтобы уточнить долгосрочные цели миссии путем выявления новых объектов для наблюдения другими телескопами. Миниатюризация фотометрической системы обнаружения в CubeSat может позволить создать созвездие из нескольких орбитальных обсерваторий для непрерывного изучения самых ярких звезд, подобных Солнцу , что невозможно для обычных космических обсерваторий, учитывая их стоимость. [7] Наличие одного или нескольких CubeSat, направленных на целевую звезду в течение длительного времени, может обнаружить длительно транзитные экзопланеты. [7] Эта миссия также предоставила дополнительную информацию для проектирования будущих космических телескопов. [4]
Запуск
ASTERIA была запущена на борту ракеты SpaceX Falcon-9 (миссия SpaceX CRS-12 [5] ) 14 августа 2017 года и была выведена на низкую околоземную орбиту с Международной космической станции в ноябре 2017 года. [1] Член экипажа МКС переместил спутник из грузового корабля в шлюзовую камеру японского экспериментального модуля (JEM) для переноса за пределы МКС.
Дизайн
Концепция ASTERIA была продолжением предложенной миссии 3U CubeSat под названием ExoplanetSat, которая была разработана в начале 2010-х годов. [4] [8] Телескоп ASTERIA представляет собой 6U CubeSat размером 10 × 20 × 30 см и массой 12 кг (26 фунтов). [1] [7] Питание обеспечивалось развертываемыми фиксированными солнечными панелями и перезаряжаемыми батареями. [5]
Коммерческие реактивные колеса обеспечивали грубую ориентацию ( управление ориентацией ), в то время как точное управление наведением достигалось путем отслеживания набора направляющих звезд на активном пиксельном датчике (CMOS) и перемещения пьезоэлектрического позиционирующего столика для компенсации остаточных ошибок наведения. [1] Целью было сохранение изображения целевой звезды в пределах доли пикселя детектора в течение длительного времени, [4] с точностью наведения лучше, чем 60 угловых секунд , и оптимально с точностью до 5 угловых секунд [9] в течение периода в 20 минут. Коэффициент усиления каждого пикселя был чувствителен к температуре, поэтому второй целью ASTERIA было продемонстрировать температурную стабильность детектора изображений на уровне милликельвинов (1 мК = 10 -3 К ). [4]
ASTERIA продемонстрировала способность собирать фотометрические данные и обрабатывать фотометрические кривые блеска с CubeSat. Вторичные приложения включали измерение периодов вращения звезд, характеристику звездной активности экзопланетных хозяев и поддержку наземных измерений лучевой скорости с одновременной фотометрией. После успеха запланированной 90-дневной миссии расширенная миссия ASTERIA была нацелена на яркие звезды ( светимость Vmag < 8) с известными планетами малой массы, обнаруженными методом лучевой скорости, транзиты которых пока неизвестны. [4]
Научная полезная нагрузка
Полезная нагрузка телескопа состояла из узла линзы и перегородки, КМОП-визуализатора и двухосного пьезоэлектрического позиционирующего столика, на котором была установлена фокальная плоскость . [4] Оптическая секция состояла из объектива Zeiss f/1.4 85 мм с полем зрения 28,6 градуса и шести элементов, фокусирующих изображение диаметром 43 мм на фокальной плоскости. Массив фокальной плоскости вмещал две активные области детекторов — один более крупный КМОП-детектор, который выполнял научную функцию, и меньший КМОП-датчик, который действовал как быстрокаденсная звездная камера для предоставления данных об ориентации системе управления ориентацией . [6]
В апреле 2018 года Лаборатория реактивного движения НАСА сообщила, что ASTERIA «выполнила все основные задачи своей миссии, продемонстрировав, что миниатюрные технологии на борту могут работать в космосе, как и ожидалось». [10]
Ссылки
- ^ abcdefg Космический телескоп Arcsecond, способствующий исследованиям в области астрофизики (ASTERIA). Джон Нельсон, Лаборатория реактивного движения, NASA.
- ^ ab «Маленький спутник для изучения далеких планет замолкает». JPL.
- ^ Сигер, Сара (янв./февр. 2021 г.). «Мой спутник поместился бы в небольшом чемодане. Но он мог бы помочь нам найти другие миры» (отрывок из книги The Smallest Lights in the Universe (2020 г.).) MIT News , стр. 12–17. Получено 20 мая 2023 г.
- ^ abcdefghi МКС - АСТЕРИЯ. Виктор М. Эскобедо-младший. Новости НАСА , октябрь 2017 г.
- ^ abc ASTERIA. Гюнтер Кребс, Gunter's Space Page . 14 августа 2017 г.
- ^ ab Спутник ASTERIA. Космический полет 101 18 ноября 2017 г.
- ^ abc Seager, Sara (2017). "Exoplanet Space Missions". seagerexoplanets.mit.edu . Архивировано из оригинала 15 декабря 2016 года . Получено 18 ноября 2017 года .
- ^ Смит, Мэтью У. (апрель 2011 г.). "ExoplanetSat: космический телескоп с наноспутниками для обнаружения транзитных экзопланет" (PDF) . Семинар разработчиков CubeSat . 20–22 апреля Смит, М. из MIT + Сигер, Сара; Понг, Кристофер М.; Кнутсон, Мэтью У.; Вилласениор, Джоэл Н.; Миллер, Дэвид У.; из CSDL : Лим, Сунгюн; Хендерсон, Тимоти К.; Борер, Николас К.; Мерфи, Шон. Сан-Луис-Обиспо, Калифорния . Архивировано из оригинала (PDF) 12 августа 2014 г. . Получено 18 ноября 2017 г. .
- ^ Характеристика узлов реактивного колеса CubeSat (PDF). Джоэл Шилдс, Кристофер Понг, Кевин Ло, Лора Джонс, Свати Мохан, Хава Маром, Ян МакКинли, Уильям Уилсон и Луис Андраде. Журнал малых спутников , том 6, № 1, стр. 565–580. 2017.
- ^ Astrophysics CubeSat демонстрирует большой потенциал в небольшом корпусе. Лаборатория реактивного движения, НАСА. 12 апреля 2018 г.
