Dodatkowy adapter ładunku EELV
Adapter dodatkowego ładunku EELV ( ESPA ) to adapter służący do wystrzeliwania dodatkowych ładunków na orbitalne pojazdy nośne .
Pierwotnie opracowany dla amerykańskich pojazdów nośnych w 2000 roku do wystrzeliwania dodatkowych ładunków w misjach kosmicznych Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych , które wykorzystywały Atlas V i Delta IV , projekt adaptera stał się de facto standardem i jest obecnie używany również w misjach kosmicznych na pozarządowe prywatne misje statków kosmicznych. Na przykład wiele pierścieni ESPA zostało użytych podczas wystrzelenia SpaceX Falcon 9 bez DoD, który przenosił konstelację satelitów komunikacyjnych Orbcomm OG-2 .
Zastosowanie technologii pierścieniowej ESPA zmniejsza koszty startu misji podstawowej i umożliwia misje drugorzędne, a nawet trzeciorzędne przy minimalnym wpływie na pierwotną misję.
Historia
Rozwój został sfinansowany przez Dyrekcję ds. Pojazdów Kosmicznych Laboratorium Badawczego Sił Powietrznych (AFRL / RV) dla programu testów kosmicznych (STP) Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych (DoD) w ramach grantu Small Business Innovative Research (SBIR) pod koniec lat 90. Moog CSA Engineering połączył siły z AFRL, aby zaprojektować, zbudować i zakwalifikować ring na początku XXI wieku. Dodatkowe badania zostały przeprowadzone na aplikacjach ESPA dla misji księżycowych i naukowych w ramach SBIR z NASA Ames Research Center. Od 2010 roku pierścień jest produkowany przez firmę Moog CSA Engineering. Szereg misji wykorzystywało pierścień ESPA. Pierwsza misja pierścienia ESPA odbyła się na STP-1 w 2007 roku. Od grudnia 2015 roku pierścień ESPA był używany we wszystkich 3 rakietach klasy EELV ( Atlas V , Delta IV i Falcon 9 ).
Podczas jednego startu można użyć wielu pierścieni ESPA, ułożonych w stos, aby zwiększyć nośność satelity. Dwa pierścienie ESPA Grande zostały użyte w locie 1 Orbcomm OG-2 w 2014 roku i trzy ułożone pierścienie Grande w 11-satelitarnym rozmieszczeniu lotu 2 Orbcomm OG-2 w 2015 roku.
Charakterystyka techniczna
Początkowy pierścień ESPA został zaprojektowany do obsługi podstawowego ładunku o masie 15 000 funtów (6800 kg) i do sześciu dodatkowych ładunków o masie 400 funtów (180 kg). Każdy dodatkowy statek kosmiczny jest montowany promieniowo na porcie o średnicy 15 cali (380 mm) i ma przydzieloną objętość 24 cale (610 mm) × 28 cali (710 mm) × 38 cali (970 mm). Doprowadziło to do potocznego określenia klasy ESPA . Projekt obejmuje standardowy interfejs elektryczny dla dołączonych ładunków; jednakże wymagania specyficzne dla misji mogą uniemożliwić każdemu dodatkowemu ładunkowi odbiór więcej niż jednego, nieredundantnego sygnału separacji ładunku. [ wymaga aktualizacji ]
Porty ESPA Grande mają średnicę 24 cali (610 mm) i mogą obsługiwać ładunki o masie 700 funtów (320 kg).
Wersja ESPA Grande firmy Moog obsługuje ładunki o masie do 1543 funtów (700 kg).
Pochodne
Pochodne pierścienia ESPA obejmują dystrybutory satelitarne , holowniki kosmiczne i autobusy satelitarne .
SHERPA
Komercyjne pochodne pierścienia ESPA Grande obejmują Spaceflight Secondary Payload System (SSPS) i SHERPA opracowane i wyprodukowane przez Andrews Space w ramach umowy z Spaceflight Services. SSPS zawiera pięć portów o średnicy 24 cali (61 cm), z których każdy może przenosić ładunki o wadze do 300 kilogramów (660 funtów). „SSPS działa bardzo podobnie do samodzielnego statku kosmicznego z komputerem pokładowym, systemem zasilania elektrycznego, określania orbity i przełączaniem zasilania ładunku ”. SHERPA to zasilany wariant SSPS zdolny do dużych zmian orbity.
LCROSS
Kiedy NASA zmodernizowała pojazd startowy misji Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) do Atlas V, uwolniła około 2200 funtów. dodatkowej masy dla tego, co później stanie się satelitą do obserwacji i wykrywania kraterów księżycowych (LCROSS). NASA zorganizowała konkurs, aby zobaczyć, jak najlepiej wykorzystać przestrzeń, a wiele propozycji nadeszło z Ames Research Center. Zwycięska propozycja obejmowała pierścień ESPA firmy Moog CSA Engineering służący jako podstawowa mechaniczna szyna satelitarna do wystrzelenia statku kosmicznego LCROSS jako dodatkowego ładunku użytecznego w ramach LRO. LCROSS ostatecznie uderzył w powierzchnię Księżyca i potwierdził obecność lodu wodnego.
W 2009 roku misja wykrywania wody LCROSS po uderzeniu w Księżyc wykorzystała możliwości strukturalne pierścienia ESPA, aby dołączyć wszystkie sześć swoich eksperymentów naukowych, systemy dowodzenia i kontroli , sprzęt komunikacyjny, baterie, panele słoneczne, a nawet mały system napędowy na jedno paliwo do wdrożenia separacja i kontrola ładunku przed zderzeniem .
ESPAStar
ESPAStar to porównywalna koncepcja projektowa firmy Orbital Sciences Corporation . Jego dziewiczy lot odbył się na misji AFSPC-11 jako dodatkowy ładunek EAGLE.
Długotrwały napęd ESPA (LDPE)
LDPE (Long Duration Propulsive ESPA) jest oparty na adapterze ładunku Northrop Grumman, który pomaga przymocować górny stopień do głównego satelity, oprócz hostowania kilku gniazd dla innych małych satelitów. Jednak cały system jest zasilany przez magistralę satelitarną ESPAStar, która odpowiada za zużycie i dystrybucję energii, a także za napęd, co czyni go w pełni operacyjnym holownikiem kosmicznym zdolnym do rozmieszczania różnych ładunków na różnych orbitach. ESPAStar może pomieścić 6 ładunków małych satelitów o łącznej masie 1920 kg (4230 funtów). System jest również w stanie zapewnić delta-V z prędkością 400 metrów na sekundę za pośrednictwem modułu napędowego Hydrazyna.
Pierwszy LDPE został wystrzelony 7 grudnia 2021 roku na rakiecie Atlas V w ramach misji STP-3 . Zawierał sześcian Ascent z Laboratorium Badawczego Sił Powietrznych , który był używany do testowania gotowych komercyjnych technologii na orbicie geosynchronicznej, w tym silników odrzutowych na zimny gaz, napędu elektrycznego i odbiornika pozycji globalnej.
Drugi LDPE został wystrzelony 1 listopada 2022 r. Na rakiecie Falcon Heavy w ramach misji USSF-44 i zawierał trzy oddzielne ładunki i trzy ładunki hostowane. Wśród możliwych do oddzielenia ładunków znalazł się Alpine, satelita typu cube firmy Millennium Space Systems, który zademonstrował projekty małych satelitów GEO i wykorzystał komercyjną komunikację GEO; LINUSS, projekt firmy Lockheed Martin składający się z dwóch satelitów typu cube 12U do testowania obsługi satelitów GEO; oraz Tetra-1, mały satelita SSC zaprojektowany jako pionier w zakresie innowacyjnych metod projektowania pojazdów kosmicznych oraz rozwoju technik i procedur taktycznych na orbicie. Hostowane ładunki obejmowały: Mustang, mały eksperyment komunikacyjny; Xenon, komercyjny gotowy komponent dojrzewający do lotu w GEO; oraz Energetic Charged Particle-Lite, czujnik pogody kosmicznej SSC.
Trzeci LDPE został wystrzelony 15 stycznia 2023 r. Na Falcon Heavy w ramach misji USSF-67 i przewoził pięć hostowanych ładunków. Wśród nich dwa należały do Dowództwa Systemów Kosmicznych : Catcher, prototypowy czujnik dostarczający wgląd w lokalną świadomość domeny kosmicznej, oraz WASSAT, czujnik składający się z czterech kamer do wyszukiwania i śledzenia innych statków kosmicznych i śmieci kosmicznych. Pozostałe trzy ładunki zostały dostarczone przez Space Rapid Capabilities Office i obejmowały dwa prototypy do misji świadomości sytuacyjnej w kosmosie oraz jeden do testowania zaszyfrowanej komunikacji kosmos-ziemia.
Linki zewnętrzne
- Potrójny pierścień ESPA do startu SpaceX Orbcomm OG-2 , październik 2015 r.