Mars Cube One

Den stabila versionen checkades ut den 14 september 2022 . Det finns overifierade ändringar i mallar eller .
Mars Cube One
Operatör NASA
startplatta Vandenberg Space Force Base Space Launch Complex 3 East [d] [1]
bärraket Atlas V 401 [d] [1]
lansera 5 maj 2018 [1]
Missions logotyp
jpl.nasa.gov/cube… (  engelska)
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Mars Cube One (eller MarCO) är NASA:s Mars - förbiflygningsuppdrag , som består av två miniatyr 6U-rymdfarkoster ( cubesats ) och lanserades den 5 maj 2018 tillsammans med NASA:s rymdfarkost InSight . Mars Cube One är designad för att testa en ny kompakt kommunikations- och navigationsteknik. Om de två fordonen slutför vägen till Mars, kommer de att kunna överföra data om återinträde, nedstigning och landning av InSight-landaren till jorden i realtid. [2] Mars Cube One är den första cubesat-rymdfarkosten som fungerar utanför jordens omloppsbana och kommer även att testa uthållighet i rymden.

InSight-landaren började vidarebefordra data kort efter landning. MarCO är alltså inte kritisk för Insight-uppdraget, men cubesatsen borde visa ett nytt kommunikationssystem för framtida uppdrag till andra kroppar i solsystemet .

Översikt

Mars Cube One är den första rymdfarkosten byggd i cubesat-format för att operera bortom jordens omloppsbana i rymden. Cubesats är gjorda av små komponenter som ska vara billiga att bygga och snabbt utvecklas. Cubesats ska ha enkla system och vara lätta att distribuera i låg omloppsbana om jorden. Cubesats utvecklas för många vetenskapliga syften: kartläggningsuppdrag, biologisk forskning. Cubesat-tekniken utvecklades av California Polytechnic State University och Stanford University med målet att skapa enkla och snabba projekt som gör det möjligt för studenter att använda denna teknik. Cubesats användes ofta som en sekundär nyttolast på stora uppdrag, vilket gjorde dem mer lönsamma. [3]

Två Mars Cube One-kubsats, identiska och namngivna MarCO-A och MarCO-B, lanserades tillsammans som ett skyddsnät, men de fick namnet WALL-E och Eva av JPL-ingenjörer, som referenser till de tecknade seriefigurerna WALL-E [4 ]

Starta

Uppskjutningen av Mars Cube One var ursprungligen planerad till den 4 mars 2016 av Atlas-5 bärraketen , [5] men lanseringen av uppdraget försenades till den 5 maj 2018 på grund av ett fel på det vetenskapliga instrumentet InSight . [6] Atlas-5 bärraketen lanserade cubesats tillsammans med InSight lander, varefter de två cubesats separerade och färdades på sin egen bana till Mars [7] för att testa cubesatsens teknik, nämligen: tillförlitlighet, uthållighet hos navigationssystem i rymden . [8] [9]

Mål

Huvuduppdraget för MarCO är att testa ett nytt miniatyrkommunikationssystem och navigationsteknik. Om kubsatsarna når Mars bör de tillhandahålla realtidskommunikation under återinträde, nedstigning och landning av InSight-landaren. [tio]

För skyddsnät lanserades två identiska cubesats. Dessa är de första kubsatsningarna för forskning utanför jordens omloppsbana. De kommer att tillåta insamling av unik information utanför jordens omloppsbana. Förutom att fungera som repeaters, protesterar cubesats navigeringsmöjligheter i rymden. Istället för att vänta flera timmar på att information ska återvända till jorden direkt från InSight-plattformen kommer MarCO att överföra viktig data mycket snabbare. [10] Utan cubesats kommer InSight att överföra information via Mars Reconnaissance Orbiter , som inte överför information lika snabbt. Trots de befintliga kommunikationssvårigheterna för marksystem, särskilt i kritiska situationer, föreslog olika team ett nytt system genom vilket information skulle överföras till jorden. Tidigare uppdrag skickade information tillbaka till jorden efter landning, antingen själva eller via orbiters. [10] Framtida uppdrag kommer inte längre att använda denna metod, cubesats kommer att överföra data i realtid, vilket minskar den totala kostnaden för uppdraget. [7]

Design och system

Två identiska kubsats byggdes av NASA Jet Propulsion Laboratory, 6U-format (10 × 20 × 30 cm). Den begränsande faktorn i cubesat-design är att alla nödvändiga komponenter måste placeras i detta utrymme. Cubesat måste innehålla ombord en antenn, flygelektronik för att styra sonden, ett framdrivningssystem, en kraftkälla och vetenskaplig utrustning. [tio]

Radiosändning

En helt polariserad mikrovågsantenn kommer att installeras ombord på två kuber. InSight återinträde , nedstigning och landningsinformation kommer att sändas genom denna antenn med 8 kbps till kubsatsen och kommer att simuleras i X-band med 8 kbps till jorden. [10] MarCO använder solpaneler för att driva den, men på grund av begränsningar är signaleffekten endast 5 watt.

För att cubesats ska ha förmågan att överföra information behöver de en pålitlig mikrovågsantenn som måste uppfylla viktstandarden för cubesat-formatet, enkel design och prisvärdhet. Högfrekvensantennen har en fokuserad smal radiovågsbredd (riktad antenn). Tre typer av antenner övervägdes: en standardpatchantenn, en reflektorantenn och en nätverksreflektor. Med tanke på de små dimensionerna som krävs för cubesat-formatet, uppfyller reflektorantennen alla uppdragskrav. HF-reflektorantennkomponenter: vikbara paneler, gångjärn som förbinder panelerna med kroppen, fyra vingöglor och en frigöringsmekanism. Antennpanelerna ska tåla temperaturförändringar under uppdraget samt vibrationer under separation. [tio]

Rörelsesystem

Cubesat framdrivningssystem - åtta kallgasmotorer som är designade för att styra bana och attityd. [11] På väg till Mars kommer framdrivningssystemet att göra justeringar för att förfina banan. [12] Att korrigera kubsatsens bana omedelbart efter separation kommer att vara mycket mer ekonomiskt sett till mängden bränsle än omedelbart före ankomsten till Mars. Små justeringar av banan sparar inte bara bränsle utan minskar också volymen den kan ta upp, vilket ökar utrymmet för kritiska komponenter inuti fordonet.

Liknande uppdrag

Under det planerade Artemis 1- uppdraget till månen kommer boostern att lansera 13 cubesats som en extra nyttolast. Varje cubesat har sina egna mål och utvecklades av ett separat team. [13]

Se även

Anteckningar

  1. 1 2 3 McDowell D. Jonathans rymdrapport - International Space University .
  2. Asmar. Mars Cube One (MarCO) - The First Planetary CubeSat Mission (PDF)  (inte tillgänglig länk) . Jet Propulsion Laboratory (20 november 2014). Hämtad 27 maj 2015. Arkiverad från originalet 25 januari 2017.
  3. Hand, Eric. Thinking inside the box  (engelska)  // Science : journal. - 2015. - 10 april ( vol. 348 , nr 6231 ). - S. 176-177 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/science.348.6231.176 . — PMID 25859027 .
  4. NASA:s Mars Cubesats "Wall-E" och "Eva" kommer att vara först på Another Planet Arkiverad 25 april 2019 på Wayback Machine . Elizabeth Howell, Space. 1 maj 2018.
  5. NASA utmärker lanseringsservicekontrakt för InSight-uppdrag . NASA . Hämtad 11 december 2014. Arkiverad från originalet 25 april 2019.
  6. NASA avbryter nästa Mars-uppdrag på grund av instrumentläckage (nedlänk) . Excite News (22 december 2015). Hämtad 22 december 2015. Arkiverad från originalet 23 december 2015. 
  7. 12 Mars Cube One (MarCO ) . jpl.nasa.gov . Arkiverad från originalet den 13 december 2019.
  8. JPL:s avancerade CubeSat-koncept för interplanetär vetenskap Arkiverad 14 januari 2020 på Wayback Machine och Exploration Missions. (PDF). Sara Spangelo, Julie Castillo-Rogez, Andy Frick, Andy Klesh, Brent Sherwood. CubeSat Workshop 2015. Augusti 2015.
  9. NASA:s första Deep Space CubeSats Säg: "Polo!" Arkiverad 25 april 2019 på Wayback Machine . NASA nyheter. 6 maj 2018
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 Hodges, Richard E. En utplacerbar högförstärkningsantenn på väg till Mars: Utveckling av en ny reflekterad panel med hopfälld panel för det första CubeSat-uppdraget till Mars  //  IEEE Antennas and Propagation Magazine: journal. - 2017. - 21 februari ( vol. 59 ). - S. 39-49 . - doi : 10.1109/MAP.2017.2655561 .
  11. VACCO - CubeSat Propulsion Systems Arkiverad 25 april 2019 på Wayback Machine . VACCO. 2017.
  12. Två små "CubeSats" kommer att se 2016 Mars Landing . jpl.nasa.gov . Arkiverad från originalet den 31 oktober 2018.
  13. NASA Space Launch Systems första flygning för att skicka små Sci-Tech-satelliter ut i rymden . nasa.gov . Hämtad 3 februari 2016. Arkiverad från originalet 24 december 2020.


Länkar