ساتل صغير للمساحة الكبيرة

في نهاية عام 2014 ، أرسلت الجامعات اليابانية ، بدعم من وكالة الفضاء اليابانية JAXA ، الساتل الميكروي Procyon إلى الفضاء بين الكواكب. أصبح الجهاز الأول من هذه الفئة ، والذي دخل في الفضاء بين الكواكب وأظهر الإمكانية العملية لاستخدام الإلكترونيات غير الكونية هناك.



اليوم ، في مدار أرضي منخفض ، على ارتفاعات تصل إلى ألف كيلومتر ، يعمل عدد كبير من السواتل الصغيرة - أجهزة يصل وزنها إلى 100 كجم. يتم إنشاؤها بشكل رئيسي من قبل الشركات والجامعات الخاصة. تحقق بعض السواتل الصغيرة بالفعل أرباحًا لمنشئي المحتوى ، ولكن معظمها يؤدي مهام تجريبية. لا يزال رواد الفضاء في العالم يتعلمون كيفية استخدامها بفعالية ويقومون بتقييم الاحتمالات.

تم إطلاق تجربة جريئة في اليابان - لإنشاء مركبة فضائية صغيرة غير مكلفة للبحث في الفضاء السحيق.



الفرق الرئيسي بين الفضاء بين الكواكب والفضاء القريب من الأرض هو في المجال المغناطيسي. لا يحمي المجال المغناطيسي للأرض تدفقات الرياح الشمسية منخفضة الطاقة ومتوسطة الطاقة فحسب ، بل يسهل أيضًا التحكم في الأقمار الصناعية. بعد كل شيء ، يمكنك استخدام مجال مغناطيسي بالقرب من الأرض "للاستناد" عليه لتحويل القمر الصناعي على طول المحور المطلوب. للقيام بذلك ، تم تجهيز الأقمار الصناعية بنظام توجيه مغناطيسي ثلاثي المحاور على MIO - المحركات المغناطيسية. للحصول على اتجاه أكثر دقة ، على سبيل المثال ، عند توجيه الهوائي أو التلسكوب ، وتتبع الهدف ، يتم استخدام نظام آخر - محركات دولاب الموازنة.

عندما يدور محرك دولاب الموازنة إلى أقصى سرعة ، يصبح عديم الفائدة ويجب "تفريغه" - توقف. يمكن تفريغ الحدافة بعدة طرق: محركات صواريخ ذات اتجاه صغير أو دوران الأقمار الصناعية أو نفس المحركات المغناطيسية. على سبيل المثال لا يغطي المجال المغناطيسي للأرض الأقمار الصناعية من تدفق الجسيمات الشمسية فحسب ، بل يساعد أيضًا على توفير الوقود في المدار.

يمتد تأثير المجال المغناطيسي للأرض إلى حوالي 60 ألف كيلومتر ، وأكثر من ذلك - الفضاء بين الكواكب. هناك ، تكون الظروف مستقرة من نواح عديدة ، من عطارد إلى بلوتو ، وتعتمد فقط على المسافة من الشمس والنشاط الشمسي.

تم تطوير Procyon في جامعة طوكيو ، بدعم من وكالة الفضاء اليابانية والمعهد الياباني للملاحة الجوية والفضائية ، بالإضافة إلى خمس جامعات ومعاهد أخرى معنية بتطوير المكونات المختلفة وإعداد الرحلات.



تم إطلاق السيارة من تانيغاشيما كوسمودروم. لقد سجل سرعة فضائية ثانية إلى جانب محطة الفضاء الأوتوماتيكية العائدة JAXA Hayabusa-2 ، التي تم إرسالها لعينات من الكويكبات إلى كويكب Ryugu (162173). طار بروسيون إلى كويكب آخر ، ولم يكن ينوي البقاء فيه أو العودة.



كانت مهمة القمر الصناعي الصغير هي التقاط كويكب من الامتداد. كانت مهمة إضافية هي دراسة geocorona مع مطياف LAICA فوق البنفسجي.



الجيوكورونا هي سحابة من الهيدروجين تحيط بالأرض. يمكن ملاحظته فقط من الجانب وفي الطيف فوق البنفسجي. وقالت إنها صورت رواد الفضاء أبولو 16 وحدة الصينية تشانغ اه 3.



الراكون جلبت في مدار شمسي، أي بدأ يدور حول الشمس. وفقًا للبرنامج ، كان عليه أن يطير بدائرة واحدة ، ويقترب من الأرض ويدير مناورة لتصحيح المدار من أجل الذهاب بالفعل إلى الكويكب.



تم اختيار الكويكب كهدف ليس بسيطًا ، ولكن مع قمر صناعي. مثل هذه الكويكبات الثنائية نادرة جدًا وقد لوحظ وجود واحد فقط في مكان قريب - تبين أن الكويكب Ida كان مع قمر صناعي صغير ، أطلقوا عليه اسم Dactyl. ولوحظ هدف بروسيون - الكويكب الذي يبلغ طوله 800 متر 2000 DP107 وزوجاه - من الأرض فقط باستخدام الرادارات.



ولتحقيق هدفه ، تم تجهيز الساتل الميكروي بمحرك أيوني مدعوم بألواح شمسية و "نفخ" الزينون المخزن في خزان ألياف الكربون.



لتوجيه وتفريغ الحذافات ، تم استخدام الزينون نفسه ، الذي تم تفجيره (بالفعل بدون علامات اقتباس) من خلال المحركات الدقيقة لتوجيه الغاز.



تم توفير الاتصال بالأرض في النطاق X ، مع محطة أرضية JAXA مجهزة بهوائي 64 متر ، ومع محطات شبكة Deep Space التابعة لناسا.

في المرحلة الأولى من الرحلة ، أظهر الجهاز نفسه بشكل جيد للغاية. عملت الإلكترونيات بثبات. أظهرت اختبارات الأدوات العلمية أدائها. يمكن للرجال الحصول على صور فوق البنفسجية للمذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko .



يقول تقرير عن عمل الجهاز أيضًا عن تصوير الجيوكورن ، لكن النتائج لم تنشر بعد ، على ما يبدو أنهم يعدون منشورًا في مجلة علمية. كما نجحت أيضًا

مرحلة مهمة على الطريق إلى الأرض - اختبارات المحرك الأيوني . حتى أن المحرك طور جرًا أكثر من المتوقع 330 ميغا نيوتن بدلاً من 250 ميغا نيوتن. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر بتصحيح المدار ، فشل المحرك. وفقًا لنتائج تقييم العطل ، توصلنا إلى استنتاج مفاده أن الخطأ ناتج عن بقعة معدنية تم التقاطها بين جهتي الاتصال.

لذا ، لم يستطع بروسيون أن يطير إلى الكويكب ، لكنه ظل يعمل ، لذلك شرع في مراقبة أقرب هدف متاح - الأرض. حدث التقارب مع كوكبنا في نهاية عام 2015 وقام الرجال بتغطية عملية التقارب بنشاط على صفحتهم على الفيسبوك. على الرغم من أن وسائل الإعلام لم تكن مهتمة جدا بإنجازاتهم. تمكنوا من مراقبة نظام الأرض والقمر مع تلسكوبهم من مسافة عدة ملايين من الكيلومترات.



كان الحد الأقصى للاقتراب من الأرض سيحدث في 3 ديسمبر 2015 ، على مسافة حوالي 2.7 مليون كيلومتر ، وفي ذلك اليوم فقد الاتصال بالجهاز. وعد المطورون لمدة شهرين بمواصلة محاولات العودة إلى العمل ، ولكن دون جدوى. لذلك ، يمكن اعتبار رحلة بروسيون اليوم مكتملة ، والآن تحولت نفسها إلى كويكب صغير قريب من الأرض فقط. الآن ستواصل دورانها حول الشمس ، تقترب بشكل دوري من الأرض. السقوط على رؤوسنا لا يهدد ، حتى لو التقى بكوكبنا ، سوف يحترق في طبقات كثيفة من الغلاف الجوي.

على الرغم من فشل بعض الأهداف ، لا يمكن وصف بروسيون بالفشل الكامل. الهدف الرئيسي - لتأكيد إمكانية تشغيل الأقمار الصناعية الصغيرة بين الكواكب - أثبت. سنة واحدة من العمل لمثل هذا المشروع ومثل هذه الميزانية - حوالي 5 ملايين دولار - هي نتيجة جيدة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، اكتسب الطلاب من العديد من الجامعات اليابانية خبرة غنية في تطوير وإدارة وتشغيل تكنولوجيا الفضاء بين الكواكب ، ولديهم الآن تطورات جاهزة على أساسها يمكن إنشاء ميكروبات جديدة بين الكواكب.



حتى لو نظرت إلى السجل الحافل بجامعة طوكيو ، يمكنك فقط الحسد.



من بيننا ، لا يمكن مقارنتها إلا إذا كانت جامعة موسكو الحكومية ، حيث كانت kansats تتنافس لعدة سنوات ، وشارك الطلاب في مشاريع الفضاء الحقيقية. كان رفيقهم لومونوسوف هو أول من سافر من فوستوشني في أواخر أبريل ، على الرغم من وجود جزء فقط من المعدات العلمية من الجامعة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar392691/