Microsatellite pour grand espace

Fin 2014, les universités japonaises, avec le soutien de l'Agence spatiale japonaise JAXA, ont envoyé le microsatellite Procyon dans l'espace interplanétaire. Il est devenu le premier appareil de cette classe, qui est entré dans l'espace interplanétaire et a montré la possibilité pratique d'y utiliser une électronique non cosmique.



Aujourd'hui, en orbite terrestre basse, à des altitudes allant jusqu'à 1 000 km, un grand nombre de microsatellites fonctionnent - des appareils jusqu'à 100 kg. Ils sont principalement créés par des entreprises privées et des universités. Certains microsatellites génèrent déjà des revenus pour les créateurs, mais la plupart effectuent des tâches expérimentales. L'astronautique mondiale continue d'apprendre à les utiliser efficacement et évalue les possibilités.

Une expérience audacieuse a été lancée au Japon - pour créer un petit vaisseau spatial peu coûteux pour la recherche dans l'espace lointain.



La principale différence entre l'espace interplanétaire et l'espace proche de la Terre réside dans un champ magnétique. Le champ magnétique terrestre protège non seulement les flux de vent solaire de basse et moyenne énergie, mais facilite également le contrôle des satellites. Après tout, vous pouvez utiliser un champ magnétique près de la Terre pour vous «appuyer» sur elle pour faire tourner le satellite le long de l'axe souhaité. Pour ce faire, les satellites sont équipés d'un système d'orientation magnétique à trois axes sur les actionneurs magnétiques MIO. Pour une orientation plus précise, par exemple, lorsque vous pointez l'antenne ou le télescope et que vous suivez la cible, un autre système est utilisé - les moteurs à volant.

Lorsque le moteur du volant tourne à la vitesse maximale, il devient inutile et doit être "déchargé" - arrêté. Le volant peut être déchargé de plusieurs manières: petits moteurs-fusées d'orientation, un virage satellite ou les mêmes actionneurs magnétiques. C'est-à-dire Le champ magnétique terrestre couvre non seulement les satellites provenant du flux de particules solaires, mais contribue également à économiser du carburant en orbite.

L'effet du champ magnétique terrestre s'étend sur environ 60 000 km et plus loin - l'espace interplanétaire. Là, les conditions sont stables à bien des égards, de Mercure à Pluton, et ne dépendent que de la distance du Soleil et de l'activité solaire.

Procyon a été développé à l'Université de Tokyo, avec le soutien de l'Agence spatiale japonaise et du Japan Institute of Aeronautics and Cosmonautics, ainsi que de cinq autres universités et instituts impliqués dans le développement de divers composants et la préparation des vols.



Le véhicule a été lancé depuis le cosmodrome de Tanegashima. Il a marqué une deuxième vitesse spatiale avec la station spatiale automatique de retour JAXA Hayabusa-2, qui a été envoyée pour des échantillons d'astéroïdes à l'astéroïde Ryugu (162173). Procyon s'est envolé vers un autre astéroïde, et n'avait pas l'intention de s'y attarder ou de revenir.



La tâche du microsatellite était de capturer un astéroïde de la travée. Une autre tâche consistait à étudier la géocorone avec le spectromètre ultraviolet LAICA.



Une géocorone est un nuage d'hydrogène qui enveloppe la terre. Il ne peut être observé que de côté et dans le spectre ultraviolet. Il a été filmé par les astronautes Apollo 16 et le module chinois Chang'e 3.



Procyon lancé dans l'orbite héliocentrique, c'est-à-dire il a commencé à tourner autour du soleil. Selon le programme, il devait parcourir un cercle, s'approcher de la Terre et effectuer une manœuvre de correction de l'orbite afin d'aller déjà vers l'astéroïde.



L'astéroïde a été choisi comme cible pas simple, mais avec un satellite. De tels astéroïdes binaires sont assez rares et un seul a été observé à proximité - l'astéroïde Ida s'est avéré être avec un petit satellite, qu'ils ont appelé Dactyl. La cible de Procyon - l'astéroïde de 800 mètres 2000 DP107 et son couple - n'a été observée que depuis la Terre à l'aide de radars.



Pour atteindre son objectif, le microsatellite était équipé d'un moteur ionique, qui était alimenté par des panneaux solaires et «soufflait» le xénon stocké dans le réservoir en fibre de carbone.



Pour l'orientation et le déchargement des volants d'inertie, le même xénon a été utilisé, qui était soufflé (déjà sans guillemets) à travers des micromoteurs d'orientation de gaz.



La communication avec la Terre a été assurée dans la bande X, avec une station au sol JAXA équipée d'une antenne de 64 mètres et avec les stations du Deep Space Network de la NASA.

Lors de la première étape du vol, l'appareil s'est très bien montré. L'électronique fonctionnait de manière stable. Des tests d'instruments scientifiques ont montré leurs performances. Les gars pourraient même obtenir des images ultraviolettes de la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko .



Un rapport sur le travail de l'appareil dit également sur le tournage des géocorns, mais les résultats n'ont pas encore été publiés, apparemment ils préparent une publication dans une revue scientifique.

Une étape importante sur le chemin de la Terre - les tests du moteur ionique - a également été couronnée de succès. Le moteur a même développé une traction plus élevée que prévu 330 mkN au lieu de 250 mkN. Cependant, pour corriger l'orbite, le moteur est tombé en panne. Selon les résultats de l'évaluation du dysfonctionnement, nous sommes arrivés à la conclusion que le défaut était dû à un point métallique coincé entre les deux contacts.

Donc, Procyon ne pouvait pas voler vers l'astéroïde, mais il est resté opérationnel, alors il s'est mis à observer la cible disponible la plus proche - la Terre. Le rapprochement avec notre planète a eu lieu fin 2015 et les gars ont activement couvert le processus de rapprochement sur leur page Facebook. Même si les médias n'étaient pas très intéressés par leurs réalisations. Ils ont réussi à observer le système Terre et Lune avec leur télescope à une distance de plusieurs millions de kilomètres.



L'approche maximale de la Terre devait avoir lieu le 3 décembre 2015, à une distance d'environ 2,7 millions de kilomètres, et ce jour-là, la connexion avec l'appareil a été perdue. Les développeurs ont promis pendant deux mois de poursuivre les tentatives de retour au travail, mais en vain. Par conséquent, aujourd'hui, le vol de Procyon peut être considéré comme achevé, et maintenant il n'est devenu lui-même qu'un petit astéroïde proche de la Terre. Maintenant, il continuera sa rotation autour du Soleil, s'approchant périodiquement de la Terre. Tomber sur nos têtes ne menace pas, même s'il rencontre notre planète, il brûlera dans les couches denses de l'atmosphère.

Malgré l'échec de certains des objectifs, Procyon ne peut pas être qualifié d'échec complet. L'objectif principal - confirmer la possibilité de faire fonctionner des microsatellites interplanétaires - il l'a prouvé. Une année de travail pour un tel projet et un tel budget - environ 5 millions de dollars - est un très bon résultat. En outre, les étudiants de plusieurs universités japonaises ont acquis une riche expérience dans le développement, la gestion et l'exploitation des technologies spatiales interplanétaires, et ils ont maintenant des développements prêts à l'emploi sur la base desquels de nouvelles microstations interplanétaires peuvent être créées.



Même si vous regardez les antécédents de l'Université de Tokyo, vous ne pouvez qu'envier.



La nôtre ne peut être comparée que si l'Université d'État de Moscou, où les kansats sont en compétition depuis plusieurs années, et les étudiants participent à des projets spatiaux réels. Leur compagnon, Lomonosov, a été le premier à décoller de Vostochny fin avril, même si seule une partie du matériel scientifique était là depuis l'université.

Source: https://habr.com/ru/post/fr392691/