Mars Cube One

Mars Cube One (nebo MarCO) je průletová mise NASA Mars , která se skládá ze dvou miniaturních 6U kosmických lodí ( cubesatů ) a byla vypuštěna 5. května 2018 spolu s kosmickou lodí InSight NASA . Mars Cube One je navržen pro testování nové kompaktní komunikační a navigační technologie. Pokud tato dvě vozidla dokončí cestu k Marsu, budou moci v reálném čase přenášet data o opětovném vstupu, sestupu a přistání přistávacího modulu InSight na Zemi . [2] Mars Cube One je první sondou cubesat operující mimo oběžnou dráhu Země a bude také testovat odolnost v hlubokém vesmíru.

Přistávací modul InSight začal předávat data krátce po přistání. MarCO tedy není pro misi Insight rozhodující, nicméně cubesaty by měly demonstrovat nový komunikační systém pro budoucí mise s jinými tělesy ve sluneční soustavě .

Přehled

Mars Cube One je první kosmická loď postavená ve formátu cubesat, která operuje mimo oběžnou dráhu Země v hlubokém vesmíru. Cubesaty jsou vyrobeny z malých součástek, které by měly být levné na stavbu a rychle vyvinuté. Cubesaty by měly mít jednoduché systémy a snadno se nasazovat na nízkou oběžnou dráhu Země. Cubesaty jsou vyvíjeny pro mnoho vědeckých účelů: mapovací mise, biologický výzkum. Technologie Cubesat byla vyvinuta Kalifornskou polytechnickou státní univerzitou a Stanfordskou univerzitou s cílem vytvořit snadné a rychlé projekty, které umožní studentům tuto technologii používat. Cubesaty byly často používány jako sekundární náklad na velkých misích, díky čemuž byly ziskovější. [3]

Dva cubesaty Mars Cube One, identické a pojmenované MarCO-A a MarCO-B, byly vypuštěny společně jako záchranná síť, ale inženýři JPL je pojmenovali WALL-E a Eva jako odkazy na animované kreslené postavičky WALL-E [4 ]

Spustit

Start Mars Cube One byl původně naplánován na 4. března 2016 nosnou raketou Atlas-5 , [5] nicméně start mise byl odložen na 5. května 2018 kvůli poruše vědeckého přístroje InSight . [6] Nosná raketa Atlas-5 vypustila cubesaty společně s přistávacím modulem InSight, načež se oba cubesaty oddělily a putovaly po vlastní dráze k Marsu [7] , aby otestovaly technologie cubesatů, konkrétně: spolehlivost, výdrž navigační systém v hlubokém vesmíru. [8] [9]

Cíle

Hlavním posláním MarCO je testovat nový miniaturní komunikační systém a navigační technologie. Pokud cubesaty dosáhnou Marsu, měly by poskytovat komunikaci v reálném čase během opětovného vstupu, sestupu a přistání přistávacího modulu InSight. [deset]

Pro záchrannou síť byly spuštěny dva stejné cubesaty. Jde o první cubesaty pro výzkum mimo oběžnou dráhu Země. Umožní sbírat unikátní informace mimo oběžnou dráhu Země. Kromě toho, že slouží jako opakovače, cubesaty protestují proti navigačním schopnostem v hlubokém vesmíru. Místo několikahodinového čekání, než se informace vrátí na Zemi přímo z platformy InSight, bude MarCO přenášet důležitá data mnohem rychleji. [10] Bez cubesatů bude InSight přenášet informace prostřednictvím sondy Mars Reconnaissance Orbiter , která nepřenáší informace tak rychle. Navzdory existujícím komunikačním potížím pro pozemní systémy, zejména v kritických situacích, různé týmy navrhly nový systém, přes který by byly informace přenášeny na Zemi. Předchozí mise po přistání posílaly informace zpět na Zemi, buď samy nebo prostřednictvím orbiterů. [10] Budoucí mise již nebudou tuto metodu používat, cubesaty budou přenášet data v reálném čase, čímž se sníží celkové náklady mise. [7]

Design a systémy

Dva identické cubesaty postavila NASA Jet Propulsion Laboratory, formát 6U (10 × 20 × 30 cm). Limitujícím faktorem v designu cubesatu je, že všechny potřebné komponenty musí být umístěny uvnitř tohoto prostoru. Cubesat musí na palubě obsahovat anténu, avioniku pro ovládání sondy, pohonný systém, zdroj energie a vědecké vybavení. [deset]

Rozhlasové vysílání

Na palubě dvou kostek bude instalována plně polarizovaná mikrovlnná anténa. Informace InSight o návratu , sestupu a přistání budou přenášeny přes tuto anténu rychlostí 8 kb/s do cubesatů a budou simultánně vysílány v pásmu X rychlostí 8 kb/s na Zemi. [10] MarCO využívá k napájení solární panely , nicméně z důvodu omezení je výkon signálu pouze 5 wattů.

Aby měly cubesaty schopnost přenášet informace, potřebují spolehlivou mikrovlnnou anténu, která musí splňovat váhové normy formátu cubesat, jednoduchost provedení a cenovou dostupnost. Vysokofrekvenční anténa má zaostřenou úzkou šířku rádiových vln (směrová anténa). Byly uvažovány tři typy antén: standardní patch anténa, reflektorová anténa a síťový reflektor. Vzhledem k malým rozměrům požadovaným pro formát cubesat splňuje reflektorová anténa všechny požadavky mise. Komponenty HF reflektorové antény: skládací panely, sklopný pant, který spojuje panely s tělem, čtyři křídlové smyčky a uvolňovací mechanismus. Anténní panely musí odolávat teplotním změnám během mise a také vibracím během separace. [deset]

Pohybový systém

Pohonný systém Cubesat - osm studených plynových motorů, které jsou navrženy tak, aby řídily trajektorii a polohu. [11] Na cestě k Marsu bude pohonný systém provádět úpravy za účelem zpřesnění trajektorie. [12] Korekce trajektorie cubesatů bezprostředně po oddělení bude z hlediska množství paliva mnohem ekonomičtější než bezprostředně před příletem na Mars. Malé úpravy trajektorie nejen šetří palivo, ale také snižují objem, který by mohl zabírat, čímž se zvětšuje prostor pro kritické součásti uvnitř vozidla.

Podobné mise

Během plánované mise Artemis 1 na Měsíc vypustí booster 13 cubesatů jako další užitečné zatížení. Každý cubesat má své vlastní cíle a byl vyvinut samostatným týmem. [13]

Viz také

• Mars rover Curiosity
• Hluboký vesmír 2
• Průzkum Marsu
• ExoMars
• Mars-3
• Rover pro průzkum Marsu
• Mars Express
• Mars Reconnaissance Orbiter
• Mars Science Lab
• Mars Odysseus

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 Zpráva o vesmíru McDowella D. Jonathana – Mezinárodní vesmírná univerzita .
2. ↑ Asmar. Mars Cube One (MarCO) - První planetární mise CubeSat (PDF)  (nedostupný odkaz) . Laboratoř proudového pohonu (20. 11. 2014). Získáno 27. 5. 2015. Archivováno z originálu 25. 1. 2017. (neurčitý)
3. ↑ Ruka, Eriku. Thinking inside the box  (anglicky)  // Science : journal. - 2015. - 10. dubna ( roč. 348 , č. 6231 ). - S. 176-177 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/science.348.6231.176 . — PMID 25859027 .
4. ↑ Mars Cubesaty „Wall-E“ a „Eva“ NASA budou první na jiné planetě Archivováno 25. dubna 2019 na Wayback Machine . Elizabeth Howell, Vesmír. 1. května 2018.
5. ↑ NASA Awards zahajuje smlouvu o službách pro misi InSight . NASA . Získáno 11. prosince 2014. Archivováno z originálu dne 25. dubna 2019. (neurčitý)
6. ↑ NASA odvolala další misi na Mars kvůli úniku přístroje (downlink) . Excite News (22. prosince 2015). Získáno 22. prosince 2015. Archivováno z originálu dne 23. prosince 2015. (neurčitý) 
7. ↑ 12 Mars Cube One (MarCO ) . jpl.nasa.gov . Archivováno z originálu 13. prosince 2019. (neurčitý)
8. ↑ Pokročilé koncepty CubeSat společnosti JPL pro meziplanetární vědu byly archivovány 14. ledna 2020 na misích Wayback Machine and Exploration Missions. (PDF). Sara Spangelo, Julie Castillo-Rogez, Andy Frick, Andy Klesh, Brent Sherwood. Workshop CubeSat 2015. Srpen 2015.
9. ↑ První sondy NASA Deep-Space CubeSats říkají: "Polo!" Archivováno 25. dubna 2019 na Wayback Machine . Zprávy NASA. 6. května 2018
10. ↑ 1 2 3 4 5 6 Hodges, Richard E. Nasaditelná anténa s vysokým ziskem pro Mars: Vývoj nového složeného panelového reflektoru pro první misi CubeSat na Mars  //  IEEE Antennas and Propagation Magazine: journal. - 2017. - 21. února ( sv. 59 ). - str. 39-49 . - doi : 10.1109/MAP.2017.2655561 .
11. ↑ VACCO - CubeSat Propulsion Systems Archived 25. dubna 2019 na Wayback Machine . VACCO. 2017.
12. ↑ Dva malé 'CubeSats' budou sledovat přistání na Marsu 2016 . jpl.nasa.gov . Archivováno z originálu 31. října 2018. (neurčitý)
13. ↑ První let vesmírného odpalovacího systému NASA k vyslání malých sci-tech satelitů do vesmíru . nasa.gov . Získáno 3. února 2016. Archivováno z originálu dne 24. prosince 2020. (neurčitý)

Odkazy

• Mars Cube One recenze z Jet Propulsion Laboratory.