Microsatélite para grandes espacios

A finales de 2014, las universidades japonesas, con el apoyo de la Agencia Espacial Japonesa JAXA, enviaron el microsatélite Procyon al espacio interplanetario. Se convirtió en el primer dispositivo de esta clase, que se metió en el espacio interplanetario y mostró la posibilidad práctica de usar electrónica no cósmica allí.



Hoy, en órbita terrestre baja, a altitudes de hasta 1 mil km, está funcionando una gran cantidad de microsatélites, dispositivos de hasta 100 kg. Son creados principalmente por empresas privadas y universidades. Algunos microsatélites ya generan ingresos para los creadores, pero la mayoría realiza tareas experimentales. La astronáutica mundial todavía está aprendiendo a usarlos de manera efectiva y está evaluando las posibilidades.

Se lanzó un audaz experimento en Japón para crear una pequeña nave espacial económica para la investigación en el espacio profundo.



La principal diferencia entre el espacio interplanetario y el espacio cercano a la Tierra está en un campo magnético. El campo magnético de la Tierra no solo protege los flujos de viento solar de baja y media energía, sino que también facilita el control satelital. Después de todo, puede usar un campo magnético cerca de la Tierra para "apoyarse" en él y girar el satélite a lo largo del eje deseado. Para hacer esto, los satélites están equipados con un sistema de orientación magnética de tres ejes en los actuadores magnéticos MIO. Para una orientación más precisa, por ejemplo, cuando se apunta la antena o el telescopio y se rastrea el objetivo, se utiliza otro sistema: motores de volante.

Cuando el motor del volante gira a la velocidad máxima, se vuelve inútil y debe ser "descargado" - parado. El volante se puede descargar de varias maneras: pequeños motores de cohetes de orientación, un giro satelital o los mismos actuadores magnéticos. Es decir El campo magnético de la Tierra no solo cubre los satélites del flujo de partículas solares, sino que también ayuda a ahorrar combustible en órbita.

El efecto del campo magnético de la Tierra se extiende a unos 60 mil km, y más allá, al espacio interplanetario. Allí, las condiciones son estables de muchas maneras, desde Mercurio hasta Plutón, y dependen solo de la distancia desde el Sol y la actividad solar.

Procyon se desarrolló en la Universidad de Tokio, con el apoyo de la Agencia Espacial de Japón y el Instituto de Aeronáutica y Cosmonáutica de Japón, además de otras cinco universidades e institutos involucrados en el desarrollo de varios componentes y preparación de vuelos.



El vehículo fue lanzado desde el cosmódromo de Tanegashima. Marcó una segunda velocidad espacial junto con la estación espacial automática de retorno JAXA Hayabusa-2, que fue enviada para muestras de asteroides al asteroide Ryugu (162173). Procyon voló a otro asteroide y no tuvo la intención de detenerse o regresar.



La tarea del microsatélite era capturar un asteroide del lapso. Una tarea adicional fue estudiar la geocorona con el espectrómetro ultravioleta LAICA.



Una geocorona es una nube de hidrógeno que envuelve la tierra. Solo se puede observar desde el lado y en el espectro ultravioleta. Fue filmado por los astronautas Apollo 16 y el módulo chino Chang'e 3.



Procyon se lanzó a la órbita heliocéntrica, es decir. comenzó a girar alrededor del sol. Según el programa, tuvo que volar un círculo, acercarse a la Tierra y realizar una maniobra de corrección de la órbita para ir ya al asteroide.



El asteroide fue elegido como un objetivo no simple, sino con un satélite. Tales asteroides binarios son bastante raros y solo se observó uno cerca: el asteroide Ida resultó estar con un pequeño satélite, al que llamaron Dactyl. El objetivo para Procyon, el asteroide 2000 DP107 de ochocientos metros y su pareja, se observó solo desde la Tierra usando radares.



Para lograr su objetivo, el microsatélite estaba equipado con un motor de iones, que funcionaba con paneles solares y "soplaba" el xenón almacenado en el tanque de fibra de carbono.



Para la orientación y descarga de los volantes, se utilizó el mismo xenón, que fue soplado (ya sin comillas) a través de micromotores de orientación de gas.



La comunicación con la Tierra se proporcionó en la banda X, con una estación terrestre JAXA equipada con una antena de 64 metros y con las estaciones de la Red de Espacio Profundo de la NASA.

En la primera etapa del vuelo, el dispositivo se mostró muy bien. La electrónica funcionó de manera estable. Las pruebas de instrumentos científicos han demostrado su rendimiento. Los chicos incluso pudieron obtener imágenes ultravioletas del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko .



Un informe sobre el trabajo del dispositivo también dice sobre disparar geocorns, pero los resultados aún no se han publicado, aparentemente están preparando una publicación en una revista científica.

Una etapa importante en el camino a la Tierra, las pruebas del motor de iones , también tuvieron éxito. El motor incluso desarrolló una tracción más de lo esperado 330 mkN en lugar de 250 mkN. Sin embargo, cuando se trataba de corregir la órbita, el motor falló. Según los resultados de la evaluación del mal funcionamiento, llegamos a la conclusión de que la falla fue causada por una mota de metal atrapada entre los dos contactos.

Entonces, Procyon no pudo volar al asteroide, pero permaneció operativo, por lo que se dispuso a observar el objetivo disponible más cercano: la Tierra. El acercamiento con nuestro planeta tuvo lugar a fines de 2015 y los muchachos cubrieron activamente el proceso de acercamiento en su página de Facebook. Aunque los medios no estaban muy interesados ​​en sus logros. Se las arreglaron para observar el sistema de la Tierra y la Luna con su telescopio desde una distancia de varios millones de kilómetros.



La aproximación máxima a la Tierra debía tener lugar el 3 de diciembre de 2015, a una distancia de aproximadamente 2.7 millones de km, y ese día se perdió la conexión con el dispositivo. Los desarrolladores prometieron durante dos meses continuar con los intentos de volver al trabajo, pero fue en vano. Por lo tanto, hoy el vuelo de Procyon puede considerarse completado, y ahora se ha convertido en un pequeño asteroide cercano a la Tierra. Ahora continuará su rotación alrededor del Sol, acercándose periódicamente a la Tierra. Caer sobre nuestras cabezas no amenaza, incluso si se encuentra con nuestro planeta, arderá en densas capas de la atmósfera.

A pesar del fracaso de algunos de los objetivos, Procyon no se puede llamar un fracaso completo. El objetivo principal, confirmar la posibilidad de operar microsatélites interplanetarios, demostró. Un año de trabajo para tal proyecto y tal presupuesto, alrededor de $ 5 millones, es un muy buen resultado. Además, los estudiantes de varias universidades japonesas han adquirido una rica experiencia en el desarrollo, gestión y operación de la tecnología espacial interplanetaria, y ahora tienen desarrollos listos sobre la base de los cuales se pueden crear nuevas microestaciones interplanetarias.



Incluso si miras el historial de la Universidad de Tokio, solo puedes envidiar.



De los nuestros, solo se puede comparar si la Universidad Estatal de Moscú, donde los kansats han estado compitiendo durante varios años, y los estudiantes participan en proyectos espaciales reales. Su compañero Lomonosov fue el primero en volar desde Vostochny a fines de abril, aunque solo una parte del equipo científico estaba allí desde la universidad.

Source: https://habr.com/ru/post/es392691/