Mars Cube One

Mars Cube One (A та B)
	Інженер-механік Джоель Стейнкраус і системний інженер Фара Алібей з Лабораторії реактивного руху тримають повномасштабний макет Mars Cube One (MarCO)
Основні параметри
Організація	NASA США
Виготівник	США
Оператор	NASA США
Тип апарата	Пролітний. Тест комунікаційної системи з обльотом Марсу
Дата запуску	5 травня 2018
Ракета-носій	Atlas V 401
Космодром	Ванденберг
Технічні параметри
Маса	13,5 кг
Розміри	6U
Джерела живлення	сонячні панелі
Вебсторінка
Вебсторінка	Сайт проекту

Mars Cube One (або MarCO) — місія НАСА з обльоту Марса, яка складається з двох мініатюрних космічних апаратів формату 6U (кубсати) і була запущена 5 травня 2018 року разом з космічним апаратом НАСА — InSight. Mars Cube One створений для тестування нової компактної системи зв'язку і навігаційних технологій. Якщо два апарати подолають шлях до Марса, вони зможуть передавати дані щодо входження в атмосферу, спуску и приземлення спускного апарату InSight на Землю у реальному часі.[1]Mars Cube One — це перші апарати побудовані в форматі кубсатів, які мають працювати поза орбітою Землі, окрім того, вони також протестують витривалість роботи у глибокому космосі.

Спусковий апарат InSight ретранслюватиме дані невдовзі після приземлення. Таким чином, MarCO не є критичним для місії Insight, проте кубсати мають продемонструвати нову систему зв'язку для майбутніх місій до інших тіл Сонячної системи.

Огляд

Краєвид на Землю і Місяць з кубсату (9 травня 2018)

Mars Cube One — це перший космічний апарат побудований у форматі кубсату для роботи за орбітою Землі у глибокому космосі. Кубсати виготовлені з малих компонентів, які мають бути дешеві у будівництві, швидко розроблятись. Кубсати повинні мати прості системи і легко розгортатись на низькій орбіті Землі. Кубсати використовувались для багатьох наукових цілей: картографічні місії, біологічні дослідження. Технологія кубсатів була розроблена Каліфорнійським політехнічним державним університетом і Стенфордським університетом з метою створення легких і швидких проектів, що дозволить студентам використати цю технологію. Кубсати нерідко використовувались в якості другорядного корисного навантаження у великих місіях, що робило їх більш вигідними.[2]

Два кубсати Mars Cube One ідентичні і названі MarCO-A та MarCO-B були запущені разом для підстаховки, однак інженерами ЛРР вони були названі WALL-E і Eva, як посилання на персонажів анімаційного мультфільма ВОЛЛ·І[3]

Запуск

Заспуск апаратів Mars Cube One спочатку був запланований на 4 березня 2016 ракетою-носієм Атлас-5,[4]проте, запуск місії був відкладений на 5 травня 2018 через несправність наукового інструменту InSight.[5]Ракета-носій Атлас-5 запустила кубсати разом зі спускним апаратом InSight, після чого два кубсати відділились і подорожують за своєю власною траєкторією до Марса[6] для тестування технологій кубсатів, а саме: надійності, витривалості роботи навігаційної системи у глибокому космосі.[7][8]

Цілі

MarCO A та B спостерігають за посадкою InSight (графіка)

Головна місія MarCO — тестування нової мініатюрної системи зв'язку і навігаційних технологій. Якщо кубсати досягнуть Марса, вони мають забезпечити зв'язок у реальному часі під час входження спускного апарату InSight в атмосферу, спуску і приземлення.[9]

Для підстраховки було запущено два однакових кубсати. Це перші кубсати для досліджень поза орбітою Землі. Вони дозволять зібрати унікальну інформацію поза орбіти Землі. Окрім того, що кубсати слугуватимуть ретрансляторами, вони протестують навігаційні можливості у глибокому космосі. Замість того, щоб чекати декілька годин, коли інформація повернеться на Землю безпосередньо з платформи InSight, MarCO передасть важливі дані набагато швидше.[9] Без кубсатів, InSight буде передавати інформацію через Mars Reconnaissance Orbiter, який не передає інформацію так швидко. Дивлячись на існуючі складнощі зі зв'язком у наземних систем, особливо у критичних ситуаціях, різні команди пропонували нову систему, за якою передаватиметься інформація на Землю. Попередні місії надсилали інформацію на Землю після приземлення, або самі, або за допомогою орбітальних апаратів.[9]Майбутні місії більше не використовуватимуть такий спосіб, кубсати передаватимуть дані у реальному часі, зменшуючи загальну вартість місії.[6]

Конструкція і системи

Обладнання Mars Cube One

Два однакових кубсати побудовані Лабораторією реактивного руху НАСА, формату 6U (10×20×30 см). Обмежувальний фактор розробки кубсатів — це те, що всі необхідні компоненти мають розміщуватись всередині цього простору. Кубсат має містити на борту антену, авіоніку для контролю зонда, рухову систему, джерело енергії і наукове обладнання.[9]

Радіотрансляція

На борту двох кубсатів буде встановлена повністю поляризована антена надвисокої частоти. Інформація щодо входження в атмосферу, спуску і приземлення InSight передаватиметься через цю антену зі швидкістю 8 кбіт/с до кубсатів і одночасно буде транслюватись у Х-діапазоні зі швидкістю передачі 8 кбіт/с до Землі.[9] MarCO використовуватиме для живлення сонячні панелі, проте, через обмеженн, потужність сигналу становитиме лише 5 Вт.

Для того, щоб кубсати мали здатність передавати інформацію, їм необхідна надійна антена надвисокої частоти, яка має відповідати ваговим стандартам формату кубсату, простоту конструкції і доступність. Високочастотна антена має сфокусовану вузьку ширину радіохвиль (спрямовану антену). Були розглянуті три типи антен: стандартна мікросмугова патч-антена, рефлекторна антена і сітковий рефлектор. За умов малих розмірів, необхідних для формату кубсату, рефлекторна антена задовільняє всім вимогам місії. Компоненти високочастнотної рефлекторної антени: складені панелі, петля з шарніром, яка з'єднує панелі з корпусом, чотири петлі крил і механізм розблокування. Панелі антен мають витримувати зміни температури впродовж місії, а також вібрації під час відділення.[9]

Система руху

Рухова система кубсатів — вісім двигунів на холодному газі, які призначені для контролю траєкторії і орієнтації.[10]На шляху до Марсу, рухова система робитиме коригування для уточнення траєкторії.[11]Коригування траєкторії кубсатів одразу після відділення буде значно економніше за кількістю палива, ніж безпосередньо перед прибуттям на Марс. Невеликі коригування траєкторії не тільки зберігають паливо, але й зменшують об'єм, який могло б займати паливо, таким чином збільшуючи місце для важливих компонентів всередині апарату.

Схожі місії

Під час запланованої місії Exploration Mission 1 до Місяця, ракета-носій запустить 13 кубсатів в якості додаткового навантаження. Кожен кубсат має свої цілі і розроблювався окремою командою.[12]

Див. також

Примітки

Asmar, Sami; Matousek, Steve (20 листопада 2014). Mars Cube One (MarCO) - The First Planetary CubeSat Mission (PDF). Jet Propulsion Laboratory. Архів оригіналу за 25 січня 2017. Процитовано 27 травня 2015.
Hand, Eric (10 квітня 2015). Thinking inside the box. Science (англ.) 348 (6231): 176–177. ISSN 0036-8075. PMID 25859027. doi:10.1126/science.348.6231.176.
NASA's Mars Cubesats 'Wall-E' and 'Eva' Will Be First at Another Planet. Elizabeth Howell, Space. 1 May 2018.
NASA Awards Launch Services Contract for InSight Mission. NASA. Процитовано 11 грудня 2014.
NASA calls off next Mars mission because of instrument leak. Excite News. Associated Press. 22 грудня 2015. Архів оригіналу за 23 грудня 2015. Процитовано 22 грудня 2015.
Mars Cube One (MarCO). jpl.nasa.gov.
JPL's Advanced CubeSat Concepts for Interplanetary Science and Exploration Missions. (PDF). Sara Spangelo, Julie Castillo-Rogez, Andy Frick, Andy Klesh, Brent Sherwood. CubeSat Workshop 2015. August 2015.
NASA's First Deep-Space CubeSats Say: 'Polo!'. NASA News. 6 May 2018
Hodges, Richard E. (21 лютого 2017). A Deployable High-Gain Antenna Bound for Mars: Developing a New Folded-panel Reflectarray for the First CubeSat Mission to Mars.. IEEE Antennas and Propagation Magazine 59: 39–49. doi:10.1109/MAP.2017.2655561 — через IEEE Xplore Digital Library.
VACCO — CubeSat Propulsion Systems. VACCO. 2017.
Two Tiny 'CubeSats' Will Watch 2016 Mars Landing. jpl.nasa.gov.
Hambleton, Kathryn. NASA Space Launch System's First Flight to Send Small Sci-Tech Satellites Into Space. nasa.gov. Процитовано 3 лютого 2016.

Посилання

Огляд Mars Cube One від Лабораторії реактивного руху.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[MarCO_JPL-1] Asmar, Sami; Matousek, Steve (20 листопада 2014). Mars Cube One (MarCO) - The First Planetary CubeSat Mission (PDF). Jet Propulsion Laboratory. Архів оригіналу за 25 січня 2017. Процитовано 27 травня 2015.

[2] Hand, Eric (10 квітня 2015). Thinking inside the box. Science (англ.) 348 (6231): 176–177. ISSN 0036-8075. PMID 25859027. doi:10.1126/science.348.6231.176.

[3] NASA's Mars Cubesats 'Wall-E' and 'Eva' Will Be First at Another Planet. Elizabeth Howell, Space. 1 May 2018.

[Contract-4] NASA Awards Launch Services Contract for InSight Mission. NASA. Процитовано 11 грудня 2014.

[AP-20151222-5] NASA calls off next Mars mission because of instrument leak. Excite News. Associated Press. 22 грудня 2015. Архів оригіналу за 23 грудня 2015. Процитовано 22 грудня 2015.

[Mars_Cube_One_MarCO-6] Mars Cube One (MarCO). jpl.nasa.gov.

[7] JPL's Advanced CubeSat Concepts for Interplanetary Science and Exploration Missions. (PDF). Sara Spangelo, Julie Castillo-Rogez, Andy Frick, Andy Klesh, Brent Sherwood. CubeSat Workshop 2015. August 2015.

[8] NASA's First Deep-Space CubeSats Say: 'Polo!'. NASA News. 6 May 2018

[:0-9] Hodges, Richard E. (21 лютого 2017). A Deployable High-Gain Antenna Bound for Mars: Developing a New Folded-panel Reflectarray for the First CubeSat Mission to Mars.. IEEE Antennas and Propagation Magazine 59: 39–49. doi:10.1109/MAP.2017.2655561 — через IEEE Xplore Digital Library.

[10] VACCO — CubeSat Propulsion Systems. VACCO. 2017.

[11] Two Tiny 'CubeSats' Will Watch 2016 Mars Landing. jpl.nasa.gov.

[12] Hambleton, Kathryn. NASA Space Launch System's First Flight to Send Small Sci-Tech Satellites Into Space. nasa.gov. Процитовано 3 лютого 2016.