IKAROS

IKAROS
IKAROS model
Model statku kosmicznego IKAROS w skali 1:64
Typ misji Technologia żagli słonecznych
Operator JAXA
IDENTYFIKATOR COSPAR 2010-020E Edit this at Wikidata
SATCAT nr. 36577
Strona internetowa globalny .jaxa .jp /projekty /sas /ikaros /
Czas trwania misji 5 lat startu do ostatniego kontaktu w 2015 roku
Właściwości statków kosmicznych
Uruchom masę 310 kg
Wymiary Żagiel słoneczny: 14 m × 14 m (46 stóp × 46 stóp) (powierzchnia: 196 m2 ( 2110 stóp kwadratowych))
Początek misji
Data uruchomienia 21:58:22, 20 maja 2010 (UTC) ( 2010-05-20T21:58:22Z )
Rakieta H-IIA 202
Uruchom witrynę Tanegashima , LA-Y
Koniec misji
Ostatni kontakt 20 maja 2015 r
Parametry orbity
Układ odniesienia Orbita heliocentryczna
Przelot Wenus
Najbliższe podejście 8 grudnia 2010 r
Dystans 80800 kilometrów (50200 mil)
 

IKAROS ( Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun ) to eksperymentalny statek kosmiczny Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych ( JAXA ). Sonda została wystrzelona 20 maja 2010 r. na pokładzie rakiety H-IIA wraz z sondą Akatsuki (Venus Climate Orbiter) i czterema innymi małymi statkami kosmicznymi. IKAROS to pierwszy statek kosmiczny, który z powodzeniem zademonstrował żagli słonecznych w przestrzeni międzyplanetarnej.

W dniu 8 grudnia 2010 r. IKAROS przeleciał obok Wenus w odległości 80 800 km (50 200 mil), pomyślnie kończąc zaplanowaną misję i wszedł w rozszerzoną fazę operacji.

Zamiar

Sonda IKAROS jest pierwszym na świecie statkiem kosmicznym wykorzystującym żeglarstwo słoneczne jako główny napęd. Został zaprojektowany w celu zademonstrowania czterech kluczowych technologii (komentarze w nawiasach odnoszą się do rysunku):

  1. Rozmieszczenie i kontrola dużej, cienkiej membrany żagla słonecznego (szaro-niebieskie obszary ponumerowane 3)
  2. Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne zintegrowane z żaglem do zasilania ładunku (czarne prostokąty ponumerowane 4)
  3. Pomiar przyspieszenia wywołanego ciśnieniem promieniowania na żagiel słoneczny
  4. Kontrola położenia poprzez zmianę współczynnika odbicia 80 paneli ciekłokrystalicznych osadzonych w żaglu (pomarańczowe prostokąty ponumerowane 2)

Misja obejmuje również badania aspektów przestrzeni międzyplanetarnej, takich jak rozbłyski gamma , wiatr słoneczny i pył kosmiczny .

Instrument ALADDIN sondy (ALDN-S i ALDN-E) mierzył zmiany gęstości pyłu, podczas gdy polarymetr rozbłysków gamma (GAP) mierzył polaryzację rozbłysków gamma podczas sześciomiesięcznego lotu.

Po IKAROS ma pojawić się żagiel o wymiarach 40 na 40 metrów (130 stóp × 130 stóp), Jupiter Trojan Asteroid Explorer , przeznaczony do podróży do Jowisza i asteroid trojańskich , który ma zostać wystrzelony pod koniec lat 20. XX wieku, z proponowanym celem powrotu próbkę asteroidy na Ziemię w latach 50. XXI wieku.

Projekt

Schemat ideowy żagla IKAROS :
  1. (niebieski kwadrat na linii) Masa końcówki 0,5 kg (1,1 funta), 1 z 4.
  2. (pomarańczowy prostokąt) Urządzenie ciekłokrystaliczne, 1 z 80.
  3. (niebieski kwadrat) Membrana o grubości 7,5 μm (0,00030 cala), 20 metrów (66 stóp) po przekątnej.
  4. (czarny prostokąt) Ogniwa słoneczne o grubości 25 μm (0,00098 cala).
  5. (żółte i niebieskie linie) Uwięzi.
  6. (niebieski dysk) Główny korpus.
  7. (żółte kropki) Instrumenty.
Sonda kosmiczna IKAROS w locie (przedstawienie artysty)

Kwadratowy żagiel, rozwijany ruchem obrotowym z użyciem masy końcowej 0,5 kg (1,1 funta) (kluczowy element 1 na rysunku po prawej), ma 20 m (66 stóp) po przekątnej i jest wykonany z 7,5-mikrometrowego (0,00030 cala ) gruby arkusz poliimidu (kluczowy element 3 na rysunku po prawej). Arkusz poliimidu miał masę około 10 gramów na metr kwadratowy (0,033 uncji / stopę kwadratową), co dawało całkowitą masę żagla 2 kilogramy (4,4 funta), z wyłączeniem mas końcówek, dołączonych paneli i lin. Cienkowarstwowa tablica słoneczna jest osadzona w żaglu (kluczowy element 4 na rysunku po prawej). PowerFilm, Inc. dostarczył cienkowarstwową tablicę słoneczną. Osiemdziesiąt bloków LCD panele są osadzone w żaglu, którego współczynnik odbicia można regulować w celu kontroli położenia (kluczowy element 2 na rysunku po prawej). Żagiel zawiera również osiem liczników pyłu po przeciwnej stronie jako część ładunku naukowego.

Postęp misji

IKAROS został pomyślnie wystrzelony wraz z Akatsuki (Wenus Climate Orbiter) na pokładzie rakiety H-IIA z Centrum Kosmicznego Tanegashima w dniu 21 maja 2010 r. [ Potrzebne źródło ]

IKAROS obracał się z prędkością 20–25 obrotów na minutę i zakończył rozwijanie żagla 10 czerwca 2010 r. Statek zawiera dwie małe, wysuwane kamery, DCAM1 i DCAM2. DCAM2 został użyty do sfotografowania żagla po rozmieszczeniu 14 lipca 2010 r.

Przyspieszenie i kontrola położenia (orientacja) zostały pomyślnie przetestowane podczas pozostałej sześciomiesięcznej podróży na Wenus. W dniu 9 lipca 2010 r. JAXA potwierdził, że IKAROS jest przyspieszany przez swój żagiel słoneczny, a 23 lipca ogłosił pomyślną kontrolę położenia. W ciągu 23 godzin kąt padania promieni słonecznych na żagiel został zmieniony o pół stopnia, nie za pomocą silników odrzutowych, ale poprzez dynamiczną kontrolę współczynnika odbicia 80 paneli ciekłokrystalicznych na zewnętrznej krawędzi żagla, tak że ciśnienie światła słonecznego wytworzyłoby moment obrotowy. IKAROS kontynuuje wirowanie z prędkością około 2 obr./min , co wymaga cyklicznego przełączania paneli LCD z taką szybkością w celu kontroli położenia. [ potrzebne źródło ]

Według JAXA, IKAROS zakończył wszystkie zaplanowane eksperymenty w grudniu 2010 r., ale misja była kontynuowana po tej dacie „w celu doskonalenia umiejętności kontrolowania żagla słonecznego”. W dniu 30 listopada 2012 r. JAXA ogłosiła, że ​​IKAROS został uznany przez Księgę Rekordów Guinnessa za pierwszy na świecie statek kosmiczny z żaglem słonecznym między planetami, a jego dwie oddzielne kamery, DCAM1 i DCAM2, zostały uznane za najmniejszy rozmiar statku kosmicznego lecącego między planetami . Od 2012 roku IKAROS nadal się obracał, ale jego kontrola położenia uległa pogorszeniu. Spowodowało to nieoczekiwane ruchy żagla, w wyniku czego łącze w dół przez antenę o średnim wzmocnieniu było dostępne tylko sporadycznie. Zespół projektowy został rozwiązany 28 marca 2013 r., chociaż próbny odbiór danych zaplanowano na późniejszy termin. [ potrzebne źródło ]

Projekt został reaktywowany 20 czerwca 2013 r. W oczekiwaniu, że satelita obudzi się ze stanu hibernacji, gdy dostępna będzie większa moc z paneli słonecznych. Zespołowi udało się odebrać dane telemetryczne z IKAROSA między 20 czerwca a 12 września 2013 r., po czym ponownie utracono kontakt. Utrata kontaktu nastąpiła mniej więcej w przewidywanym czasie, w którym statek kosmiczny ponownie wszedł w tryb hibernacji o niskim poborze mocy, gdy spadła moc z paneli słonecznych. Dostępny czas komunikacji przez Usuda Deep Space Center był ograniczony, więc dane były zbierane tylko sporadycznie w celu oszacowania prędkości, trajektorii i rotacji satelity. Od sierpnia 2013 r. przyspieszenie z żagla IKAROS zmieniło prędkość jednostki łącznie o około 400 metrów na sekundę (890 mil na godzinę).

Transmisje zostały ponownie odebrane 22 maja 2014 r., gdy statek kosmiczny przeleciał w odległości około 230 milionów kilometrów od Ziemi. Do maja 2014 roku IKAROS znajdował się na dziesięciomiesięcznej orbicie wokół Słońca, spędzając siedem miesięcy na każdej orbicie w trybie hibernacji z powodu niewystarczającej mocy. Do 23 kwietnia 2015 roku sonda po raz czwarty obudziła się ze stanu hibernacji i leciała w odległości około 120 milionów kilometrów od Ziemi. W dniu 21 maja 2015 r. JAXA nie mogła odebrać sygnału z IKAROSA i doszła do wniosku, że zgodnie z oczekiwaniami statek kosmiczny przeszedł w tryb hibernacji po raz piąty. Na podstawie danych z maja 2015 r. IKAROS znajdował się wówczas w odległości około 110 milionów kilometrów od Ziemi i około 130 milionów kilometrów od Słońca.

Wyniki naukowe

Z danych GAP dotyczących polaryzacji promieniowania gamma, Toma i in. wprowadzić surowsze limity naruszeń CPT . Jest to poprawa o osiem rzędów wielkości w stosunku do poprzednich limitów.

Naukowcy z JAXA stwierdzili 9 lipca 2010 r., że siła ciągu zmierzona przez ciśnienie promieniowania słonecznego na żaglu IKAROSA o powierzchni 196 m 2 wynosi 1,12 miliniutona.

Zobacz też

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=IKAROS&oldid=1133735157 ”