Deep Space 1

Deep Space 1 (NASA)
Deep Space 1 se připravuje na testování
Detail iontového motoru kosmické lodi NSTAR

USA Americký sonda Deep Space 1 (nebo DS1 v krátkosti) byl zahájen dne 24. října 1998 testovat nové technologie a programy a fungovala až do 18. prosince 2001. DS1 byl první misi v rámci takzvaného programu New Millennium na vyzkoušejte nové Vesmírné technologie. Mise také umožnila vědecké pozorování asteroidu (9969) Braillova písma a komety 19P / Borrelly . Název sondy si NASA vybrala kvůli technologiím testovaným pro mise v hlubokém vesmíru, nikoli ve vztahu k sérii Star Trek Deep Space Nine .

Mise stála celkem méně než 150 milionů USD na primární misi, včetně všech nákladů na vývoj technologií, a dalších 10 milionů USD na prodloužení mise včetně nákladů na „hyperextendovanou misi“ po setkání s Borrelly. Podle jiného zdroje byly celkové náklady na misi 152,3 milionu USD, včetně 94,8 milionů USD na vývoj, 43,5 milionu na spuštění, 10,3 milionů na provoz a 3,7 milionu na vědu.

Cíle mise

Primárním cílem mise bylo otestovat tucet nových technologií, některé v experimentální fázi. Před použitím na nákladné vědecké misi chtěli získat zkušenosti se spolehlivostí technologie. První použití nové technologie ve vesmírné misi vždy navzdory všem zkouškám zahrnuje určité riziko. Jako takzvaná „vysoce riziková a vysoce přínosná mise“ převzala tato mise rizika všech dvanácti technologií současně. Selhání technologie by v tomto případě nebylo synonymem selhání cíle mise, pokud data umožňují analýzu chyb a lze určit možné využití a limity technologie pro pozdější mise.

Cíle mise obecně spadají do dvou kategorií: zaprvé technologie, díky nimž jsou kosmické lodě menší nebo lehčí a levnější, pak technologie, díky nimž bude kosmická loď autonomnější, a tím ušetří personál a čas na využití velkých anténních systémů, jako je Deep Space Network (DSN) a pozemní stanice.

Kromě samotné technologie byly testovány i další cíle: Byly testovány limity časově omezeného času vývoje pro mise v hlubokém vesmíru. Počáteční studie pro DS1 s velmi nejasnými specifikacemi přišla pouhých 39 měsíců před zahájením, což je bezprecedentní krátká doba pro takovou misi. Skutečné cíle mise byly stanoveny 26 měsíců před začátkem. Start byl původně plánován na červenec 1998 v extrémně ambiciózním harmonogramu, ale ukázalo se, že integrace nevyzkoušených komponent a softwaru představovala nekontrolovatelné riziko, a tak byl start odložen na říjen a původní letové plány a cílové destinace byly změněny. Počáteční plánování zahrnovalo jako cíle kometu 76P / západ - Kohoutek - Ikemura a Asteroid (3352) McAuliffe . Část softwaru ještě nebyla připravena, ani když byla spuštěna, a musela být přidána později.

Nové bylo také řízení a monitorování mise ze země pomocí Advanced Multi-Mission Operations System (AMMOS). Tato forma pozemní kontroly umožňuje mnoha různým misím sdílet zařízení a personál v jednom plánu. Z tohoto důvodu existují standardizované základní funkce pro mise, které lze přizpůsobit příslušné misi a mise má určité specifikace, aby mohla být efektivně provozována s AMMOS. Inženýři si mohou předem naplánovat mise a složité letové manévry. AMMOS může odeslat předem naplánované příkazy kosmické lodi v daném čase a zpracovat a archivovat všechny druhy přijatých dat, vypočítat telemetrická data a sledovat technická data kosmické lodi. DS1 byla první mise, která byla řízena výhradně schopnostmi AMMOS. Většina vědeckých misí NASA nyní pracuje s AMMOS pro pozemní řízení a AMMOS nyní převzala i starší mise.

technologie

Tělo sondy má rozměry 1,1 × 1,1 × 1,5 m, s nástavci a fóliemi 2,1 × 1,7 × 2,5 m. Při prodloužení solárních modulů je rozpětí 11,8. Vzletová hmotnost byla 490 kg, z toho 31 kg hydrazinu pro ovládání polohy a 82 kg xenonu pro iontový pohon. Solární moduly mají výkon 2400 wattů.

Hlavním procesorem byl IBM RAD6000 , na kterém byl použit operační systém VxWorks v reálném čase . Na rozdíl od jiných misí neexistoval žádný záložní počítač, který by mohl převzít kontrolu během výpadku nebo restartu počítače. Mnoho komponent, jako je baterie, hydrazinové motory, inerciální měřicí systém, sledovač hvězd a sluneční senzor, byly levnými standardními součástmi, některé zbytky z jiných misí byly nainstalovány. Zbývající anténa s vysokým ziskem pocházela z Mars Pathfinder , řídicí elektronika pro řídicí trysky byla podobná, počítač byl identický a software byl také založen na Pathfinderu. Velká část zkušebních stanovišť a zkušebního zařízení Pathfinder byla také znovu použita. Pro komunikaci byla použita 30 cm vysoká anténa pro pásmo X , tři antény s nízkým ziskem a poměrně malá anténa pro pásmo Ka.

Kromě standardních provozních funkcí bylo do sondy instalováno a testováno dvanáct nových technologií. Z různých důvodů byly nadbytečné systémy z velké části vynechány, ačkoli některé systémy dokázaly převzít funkce jiných systémů. Ve srovnání s technologickými testy byly vědecké výsledky pouze vedlejším produktem.

Iontový pohon NSTAR

Nejdůležitějším cílem mise bylo první použití iontového pohonu „NASA Solar Technology Application Readiness“ (NSTAR) za reálných podmínek. Xenonový iontový pohon má průměr 30 cm a vyžadoval by maximálně 2 500 W elektrické energie při plném tahu, 500 W při minimálním výkonu. Vzhledem k tomu, že solární moduly nemohly produkovat tolik energie a pro provoz ostatních systémů bylo zapotřebí další energie, nemohl být iontový pohon testován na maximální výkon. Motor mohl být provozován na 112 úrovních, nejvyšší dosažená úroveň byla 90. Tlak byl maximálně 0,09 Newtonů a minimálně 0,02 Newtonů.

Při testování iontového pohonu byly v laboratoři zkontrolovány prognózy testů z hlediska výkonu, nepřetržitého provozu, opotřebení a účinnosti. Kromě potíží na začátku mise pohon fungoval podle očekávání a prokázal svoji vhodnost. Před deaktivací 18. prosince 2001 byl pohon spuštěn více než 200krát a byl v provozu celkem 16 246 hodin, přičemž během této doby spotřeboval 72 kg xenonu. Spolehlivost systému iontového pohonu byla klíčovým výsledkem kosmické lodi Dawn , která byla vybavena třemi systémy iontového pohonu NSTAR.

Na palubě byl takzvaný „Diagnostický subsystém iontového pohonu“ (IDS), který byl primárně určen ke kontrole funkce iontového pohonu. Protože účinky „iontového pohonného systému“ (IPS) byly bezproblémové, byl tento přístroj přeprogramován tak, aby bylo možné získat vědecká data. Skládá se z dvanácti senzorů, včetně antény pro plazmové vlny a dvou magnetometrů s vyhledávacími cívkami. Magnetometr nefungoval a byl pravděpodobně poškozen silným magnetickým polem střídavého proudu před jeho spuštěním. Druhý magnetometr pracoval ve třech osách ve frekvenčním rozsahu mezi 10 Hz a 50 kHz. Rozsah měření byl 100 nT s rozlišením 1 pT.

Solární moduly

Nové solární moduly byly vybaveny technologií „Refractive Linear Element Technology“ (SCARLET), formou solárních koncentrátorů. Moduly mají 720 Fresnelových čoček vyrobených z křemíku, které vrhají světlo na 3600 vysoce účinných vícevrstvých solárních článků vyrobených z fosfidu india a gália arsenidu a germania . Mají 2400 wattů při 100 voltech, přičemž výkon klesá s rostoucím věkem a vzdáleností od slunce. Do té doby mají přibližně o 15–20% více energie než běžné solární moduly stejné velikosti. Jelikož iontový pohon vyžaduje hodně energie, bylo třeba nejprve zkontrolovat výkon nových solárních modulů za různých podmínek. Rovněž byl testován proces stárnutí při kosmickém záření.

Autonomní navigace (AutoNav)

Dříve byly kosmické lodě ovládány sledováním rádiových signálů ze země a výpočtem polohy a průběhu z nich. Občas se z cílového objektu pořizují záznamy, aby bylo možné přesněji určit polohu. Příkazy ze země pak zapálí motory pro jemnou korekci. K tomu je třeba udržovat pravidelnou rádiovou komunikaci. AutoNav nyní převzal tuto roli pozemního týmu. Konvenční kosmické lodě s chemickým pohonem jsou ve fázi startu silně akcelerovány pouze. Většinu času uběhne bezmotorová trajektorie, která odpovídá balistickému objektu, přerušená pouze krátkými otřesy trysek pro regulaci polohy hydrazinu nebo individuálním použitím hlavního pohonu na několik minut nebo sekund. Deep Space 1 byl naproti tomu poháněn dny a týdny a během této doby nemohl otočit anténu k zemi. Trvalý pohon neustále měnil trajektorii, a proto byl vyžadován jiný typ navigace.

AutoNav byl schopen samostatně rozpoznat orientaci sondy v prostoru, zarovnat sondu a řídit iontový pohon. Rozpoznávala vzdálenost ke slunci a množství elektrické energie dostupné pro pohon. Na začátku byly v počítači uloženy oběžné dráhy 250 asteroidů a pozice 250 000 hvězd. AutoNav znal oběžné dráhy asteroidů a polohy pevných hvězd a byl schopen určit svou vlastní pozici vychází z paralaxy . Na začátku byly snímky čtyř až pěti asteroidů pořízeny třikrát týdně, později jednou týdně sedm asteroidů. Během záznamu byl iontový motor vypnut, aby sonda mohla otočit kameru ve směru asteroidů. Záznamy byly vyhodnoceny programem AutoNav a příkazy cíleně uvedly do provozu iontový pohon nebo hydrazinový pohon. AutoNav spoléhal na dobré nahrávky, aby správně fungoval, ale fotoaparát byl ovlivněn neočekávaným rozptýleným světlem a optika zkreslila záznamy, zejména v oblasti okrajů, což mělo oba negativní účinky. Celkově se v průběhu mise ukázalo, že kvalita nahrávek byla kritickým faktorem.

Autonomní vzdálený agent

„Vzdálený agent“ byl jakýmsi autopilotem pro předem stanovený kurz; mohl zpracovat složitý, předem stanovený plán experimentů, aniž by vyžadoval příkazy nebo monitorování z pozemní stanice. Vzdálený agent nastavil cíle pro AutoNav. Software umožňoval kosmické lodi činit nezávislá rozhodnutí, automaticky zapínat a vypínat komponenty nebo záložní systémy, přičemž ze země byly stanoveny pouze obecné specifikace. Pozemní tým spoléhá na to, že agent najde způsob a přijme příslušná rozhodnutí, jak tyto požadavky splnit, a to i v případě selhání systémů nebo neplánovaných událostí.

Software také zahrnoval cestovní mapu, která specifikuje, co dělat v konkrétní čas nebo událost. Rozhodnutí byla učiněna na základě stavu systému, omezení, kterým mise podléhá, ​​a obecných specifikací mise. V souladu s tím systém vydává sérii příkazů do příslušného subsystému. Monitoruje, jak systémy reagují na příkazy, a opakuje je nebo vydává změněné příkazy, pokud se výsledek liší od toho, co se očekávalo. Vzdálený agent nebyl během celé mise v provozu a během mise byly nahrány aktualizace softwaru.

Monitor majáku

Experiment s provozem majáku byl jednoduchý způsob komunikace mezi sondou a pozemní stanicí. Sonda funguje jako „maják“ a vysílá pouze jeden signál. Předchozí mise se spoléhaly na pravidelný přenos telemetrických dat. To vyžaduje časté a nákladné používání DSN i personálu k vyhodnocení dat v Centru řízení mise. Sonda byla vybavena dostatečným množstvím inteligence, aby byla informována o jejím stavu a mohla rozhodnout, zda je nutný zásah pozemní stanice. Monitor majáku vysílal pouze čtyři různé jednoduché signály, které poskytují pozemní stanici obecné informace o stavu sondy. Jednoduchý signál nebyl kódován a pro příjem stačily jednoduché antény o průměru 3 až 10 metrů, takže DSN nebylo nezbytně nutné. „Zelený“ signál ukázal normální postup, „oranžový“ signál ukázal něco neočekávaného, ​​ale sonda dokázala problém vyřešit a všechny hodnoty jsou přijatelné, nebo je nutný kontakt do čtyř týdnů. „Žlutý“ signál indikoval, že sonda chce odesílat data nebo že existující vývoj po dlouhou dobu může v budoucnu vést k problému, nebo že je kontakt nutný do týdne. „Červený“ tón na druhé straně naznačoval vážný problém, který elektronika nemohla ovládat, a vyžadoval rychlý zásah pozemní stanice. Beacon Monitor pracuje s limity závislými na aktivitě. Pokud je aktivita malá, může být hodnota měření mimo limity, ale během aktivity může být zcela v normálním rozsahu. Monitor majáku nekontroloval misi a nebyl po celou dobu v provozu, ale byl provozován pouze na základě testu.

Miniaturní integrovaný kamerový spektrometr (MICAS)

Tento dvanáctikilogramový přístroj může plnit několik úkolů současně: Funguje jako kamera, jako ultrafialový obrazový spektrometr a jako infračervený obrazový spektrometr. MICAS také poskytl obrázky pro AutoNav. Má dvě černobílé kamery, UV a IR obrazový spektrometr, všechny používají 10 centimetrový dalekohled se zrcadly z karbidu křemíku . Ze dvou kamer ve viditelném rozsahu je jednou CCD pixelová kamera, druhá má aktivní pixelový snímač CMOS . Spektrometry musí pro získání dat skenovat jednotlivé body na cílovém objektu. MICAS by měl používat UV spektrometr k detekci vodíku distribuovaného ve sluneční soustavě. UV kanál by měl pracovat v rozmezí vlnové délky 80 nm až 185 nm, ale nemohl získat žádná užitečná data. Chyba byla někde v řetězci po fotonových detektorech. V praxi rozptýlené světlo ve fotoaparátu snížilo vědeckou hodnotu dat a zkomplikovalo hodnocení pomocí AutoNav. Některé konstrukční změny a jiné upevnění kamery by mohly tento problém vyřešit na budoucích misích.

Plazmový experiment pro planetární průzkum (PEPE)

„Plasma Experiment for Planetary Exploration“ (PEPE) je šestikilogramový víceúčelový nástroj pro studium plazmy a nabitých částic. Zařízení dokáže rozpoznat elektrony a ionty. Bylo testováno, jak iontový pohon ovlivňuje výsledky měření. Fungovalo to jako několik fyzických pozorovacích zařízení, kromě studia účinků iontového pohonu na povrch sondy a na přístroje a studia interakce iontového pohonu se slunečním větrem. Rovněž dokázala získat vědecky zajímavá data z průletu na asteroidu.

V lednu 1999 byly DS1 a Cassini vhodně umístěny navzájem a společně prováděly měření slunečního větru po dobu 36 hodin, přičemž obě sondy byly od sebe vzdáleny přibližně 0,5 AU . Pro plnou funkčnost zařízení pracovalo s napětím 15 000 voltů. Většinou solární panely nedokázaly generovat dostatek energie, takže v tomto případě musely být provozovány při napětí kolem 8 000 voltů. V tomto případě nebylo možné detekovat složité a těžké ionty. Rozsah měření PEPE pro elektrony je 10 eV až 10 keV a pro ionty od 3 eV do 30 keV.

Malý transpondér do hlubokého vesmíru

Tříkilogramový „Malý hlubokopásmový transpondér“ je určen ke zlepšení telekomunikačního hardwaru. Obsahuje detektor příkazů, telemetrickou modulaci, generátor tónů pro režim „maják“ a také řídicí funkce. Může odesílat a přijímat v pásmu X i odesílat v pásmu Ka. Nízká hmotnost a rozměry jsou možné díky použití integrovaných mikrovlnných čipů vyrobených z monokrystalického arsenidu gália, hustého uspořádání a použití aplikačně specifických křemíkových integrovaných obvodů . Různé testy byly prováděny současně v pásmu X a v pásmu Ka, aby bylo možné porovnat výsledky. 2001 Mars Odyssey a další mise na Marsu později tento vysílač použili, protože se osvědčil.

Polovodičový výkonový zesilovač v pásmu Ka

Tento velmi malý a 0,7 kg lehký zesilovač s přenosovým výkonem 2,3 W umožňuje vyšší přenosové rychlosti díky vyšší frekvenci v pásmu Ka ve srovnání s komunikací v pásmu X, která byla do té doby běžná. Pásmo Ka umožňuje stejnou rychlost přenosu dat s menší anténou, ale při pozemním příjmu je náchylnější k povětrnostním vlivům. Vysílač nebyl používán pouze ke komunikaci, ale také k obecným experimentům s komunikací v pásmu Ka. V době mise byl pouze komplex Goldstone vybaven příslušnou technologií pro Ka-Band DSN , takže všechny experimenty byly prováděny se stanicí v Goldstone.

Elektronika s nízkým výkonem

Byla to extrémně energeticky úsporná mikroelektronika, necitlivá na záření. Experiment pracoval s nízkým napětím, měl logiku nízké aktivity, energeticky úspornou architekturu a správu napájení. Byly testovány kruhový oscilátor , tranzistory a multiplikátor s minimální spotřebou energie. Dozimetr ukázal na konci mise celková radiační expozice 450 Gray .

Multifunkční struktura

Multifunkční struktura je dalším krokem k úspoře hmotnosti, menšímu počtu komponentů a vyšší spolehlivosti. Zatím byly nosné funkce, funkce řízení teploty a elektronické funkce vyvíjeny samostatně a umístěny v různých částech. Všechny části byly poté spojeny velkými konektory a kabelovými svazky pro napájení a přenos dat. Multifunkční struktura kombinuje regulaci teploty a elektroniku a současně nahrazuje jeden z panelů těla sondy. Má na jedné straně měď- polyimidovou fólii a zabudovaná zařízení pro přenos tepla. Povrch se používá k vyzařování tepla a kabeláž se vytváří pomocí polyimidové fólie. Flexibilní spojení mezi fóliemi umožňuje napájení a distribuci dat.

Modul pro aktivaci a přepínání napájení

Tento modul se skládá z osmi velmi malých elektrických spínačů, které jsou uspořádány v redundantních párech, takže je možné monitorovat čtyři elektrické spotřebiče. Přepínače registrují napětí a proud a mohou proud omezit.

chod

  • Deep Space 1 byl vypuštěn 24. října 1998 na odpalovacím zařízení Delta II 7326. Spouštěč byl první svého druhu. Jako další užitečné zatížení měla na palubě SEDSAT-1 . Hned od začátku byly použity tři nové technologie.
  • Iontový pohon byl poprvé testován 10. listopadu; pohon se sám vypnul po 4,5 minutách a nejdříve jej nebylo možné restartovat. 24. listopadu byl úspěšně restartován iontový pohon. Předpokládá se, že příčinou problému je dočasný zkrat.
  • 12. listopadu selhal Star Tracker. Jedná se o zakoupený standardní model. Jedním z problémů softwaru AutoNav bylo neočekávané rozptýlené světlo kamery MICAS, které znesnadňovalo hodnocení snímků. První aktualizace softwaru umožnila pokračující provoz. AutoNav dokázal určit polohu do vzdálenosti 2 000 kilometrů.
  • Začátkem února 1999 byl poprvé aktualizován software palubního počítače, aby byly provedeny všechny testy, aby bylo možné používat první výsledky testů a eliminovat programové chyby.
  • 15. března 1999, po dlouhém bezmotorovém letu, byl obnoven iontový pohon. Pohon pracoval šest a půl dne najednou; půl dne v týdnu sonda prováděla další úkoly a nasměrovala anténu k zemi.
  • Vzdálený agent byl testován v květnu 1999 a pozemní tým simuloval pro vzdáleného agenta různé problémy. Jedním z prvních simulovaných problémů bylo, že se fotoaparát nevypnul. Vzdálený agent vydal několik příkazů k vypnutí a poté vymyslel alternativní plán. Vzdálený agent otočil sondu tak, aby bylo možné pořídit snímky asteroidů, poté otočil sondu ve směru letu a zahájil iontový pohon. Během následující fáze jednotky se vzdálený agent a jednotka neočekávaně zastavily kvůli chybě softwaru. Zbývající simulované systémové chyby byly správně identifikovány a bylo nalezeno vhodné řešení.
  • Na začátku června 1999 sonda obdržela druhou aktualizaci softwaru. Trvalo tři dny, než DSN nahrála 4 MB dat, poté byl počítač vypnut a restartován.
  • 14. června 1999 provedl AutoNav první zcela nezávislou korekci kurzu. Nebyl stanoven žádný předem stanovený plán, systém musel začínat od nuly. Při výpočtu správného směru tahu by přímé sluneční světlo dopadalo do kamery a sledovače hvězd. Systém proto rozdělil směr na dvě fáze hoření v různých směrech, které společně dávají požadovaný směr. Tento proces se nazývá vektorování vypalování. Jak mise postupovala, bylo zřejmé, že limity kamery byly limitujícím faktorem pro AutoNav.
  • Na konci července 1999, několik dní před setkáním, byl cílový asteroid 1992 KD přejmenován (9969) na Braillovo písmo . Asteroid je však tak malý a temný, že jej nebylo možné vidět kamerou ani tři dny před průletem a AutoNav jej nemohl v záznamech detekovat. Když byl objev konečně proveden pomocí pozemního týmu a specializovaného softwaru pro nahrávání, byl asteroid vzdálen více než 400 km od dříve vypočítaného umístění. Sonda byla okamžitě nastavena na nový směr.
  • O něco více než půl dne před průletem přešla DS1 do režimu uložení kvůli chybě softwaru. Pozemní tým horečně pracoval na vyřešení problému a přepnutí sondy zpět do letového režimu. Průlet se uskutečnil 29. července 1999 rychlostí 15,5 km / s ve vzdálenosti pouhých 26 km, plán byl 15 km, ale v té době to byl nejbližší průlet sondy k objektu. V době setkání byl Deep Space 1 1,25 AU nebo 188 milionů kilometrů od Země. Kvůli několika problémům nemohl AutoNav až do konce najít a identifikovat asteroid s jeho velmi nepravidelným tvarem a fotoaparát nemohl dostatečně přesně namířit. Bylo však možné vyrobit infračervené spektrogramy a data poskytl i plazmový detektor. Patnáct minut po průletu se sonda otočila a z dálky pořídila další snímek, ukazující asteroid.
  • Sondě trvalo den, než přenesla všechna data na Zemi. Spektrografické vyhodnocení ukazuje profil, který odpovídá čediči Vesty.
  • Na začátku srpna 1999 Nasa misi rozšířila a plánovaným novým cílem byl (4015) Wilson-Harrington a poté 19P / Borrelly , cíle se odpovídajícím způsobem změnily z mise pro testování komponentů na vědeckou misi.
  • 11. listopadu 1999 Star Tracker zcela selhal poté, co zařízení během celé mise mělo nevysvětlitelné rušení. Pokusy o jeho opětovnou aktivaci selhaly. S pomocí DSN by mohla být anténa sondy vyrovnána se zemí, aby bylo možné načíst nový software. Následující měsíce prošly hledáním řešení problému a vývojem nového softwaru a jeho testováním v simulátoru. Během této doby nemohla být sonda poháněna, (4015) Wilson-Harrington se tak stal nepřístupným.
  • 30. května 2000 bylo možné načíst pátou verzi softwaru, který mohl pro ovládání polohy používat kameru MICAS namísto Star Tracker. DSN poskytlo misi další komunikační čas pro aktualizace softwaru a testy. MICAS má mnohem menší pozorovací pole a funguje úplně jinak než Star Tracker. Řízení polohy se nyní provádělo zaměřením na hvězdu pomocí kamery: Jedna hvězda slouží jako cíl během fáze pohonu, druhá pro vyrovnání antény se zemí. Ke konci června 2000 byl motor po různých zkouškách opět použitelný.
  • 11. října byly DS1 a Země v opačných polohách a mezi nimi bylo slunce. Sonda během konjunkce zmizela za sluncem na dva dny , během nichž nebyla možná žádná komunikace.
Jádro komety Borrelly
  • V březnu 2001 sonda obdržela šestou a poslední aktualizaci. Skládalo se z více než 4 MB dat rozdělených do 267 souborů. Přijetí všech dat pomocí hlavní antény sondy, která má velikost pouze 30 cm, trvalo čtyři dny a vzdálenost od Země byla 2,1 AU. Software byl speciálně upraven, aby lépe odlišil jádro komety od ocasu.
  • 22. září 2001 letěl Deep Space 1 kolem komety 19P / Borrelly ve vzdálenosti asi 2200 km. Tentokrát bylo také možné pořídit snímky a spektrogramy, měřit úhel a energii elektronů a iontů, zkoumat iontové složení a analyzovat magnetické pole. Sonda nebyla navržena pro střet s kometou, postrádala štít proti prachovým částicím atd., Takže toto pozorování s sebou neslo vysoké riziko poškození; nedošlo však k většímu poškození a bylo možné odeslat všechna data.
  • Po průletu byly cíle stanoveny znovu v „hyperextendované misi“. Všechny systémy byly znovu testovány, aby se získaly srovnávací údaje a bylo možné měřit opotřebení nebo degradaci způsobenou kosmickým zářením. Byly také provedeny riskantní testy a testy, které testovaly meze technologie. Všechny testy byly úspěšně dokončeny. Sonda byla tedy v provozu téměř tři roky, během nichž dvakrát obíhala kolem Slunce, zatímco Země kolem Slunce třikrát.
  • 18. prosince 2001 byl Deep Space 1 deaktivován. Se zbývajícími palivy nebylo možné dosáhnout žádného jiného cíle mise. V tomto okamžiku byl iontový propeler v provozu celkem 16 265 hodin nebo 677 dní a během této doby dosáhl kumulativního zrychlení ∆v = 4,3 km / s. K tomu bylo použito 73,4 kg, tj. Více než 90% zásob xenonu. Software byl upraven tak, aby vysílač přestal fungovat a ukládání dat bylo zablokováno, aby se zabránilo přetečení paměti. Všechny systémy již nebyly potřeba a hlavní anténa byla vypnuta, v provozu zůstaly pouze tři nouzové antény. Na konci mise zůstalo jen malé množství hydrazinu, což stačilo na několik měsíců. Jakmile byly zásoby vyčerpány, sonda již nemohla orientovat solární panely na slunce a neměla tedy pro provoz žádnou elektřinu. Sonda však bude i nadále obíhat kolem Slunce na své oběžné dráze.
  • Navzdory očekávání byla ještě jedna příležitost, kdy mohl být vysílač Ka sondy užitečný. Na začátku roku 2002 byly vyvinuty nové testy, které měly zkoumat účinky bouřlivého počasí na příjem Ka frekvence. V té době neexistovala kromě DS1 žádná kosmická loď, která by mohla dodávat požadované signály v pásmu Ka. Za předpokladu, že sonda byla stále vyrovnána se sluncem, byla by anténa sondy také vyrovnána se zemí po dobu opozice 10. března 2002. 2. a 6. března byl učiněn pokus kontaktovat dvě stanice DSN, ale pokusy byly podle předpovědi neúspěšné a nebyl nalezen žádný signál.

Výsledek

Deep Space 1 byl z technického hlediska naprostým úspěchem. Všechny cíle mise byly splněny nebo překročeny do konce 11 měsíců primární mise do září 1999. Iontový pohon NSTAR se osvědčil a uvolnil cestu misi Dawn , která používala tři takové disky. Před zkouškou existovaly obavy, že vysunutí iontového propulzu může ovlivnit rádiové spojení nebo vědecké přístroje. Přístroj PEPE byl na palubě, aby tyto účinky identifikoval a kvantifikoval, ale plazmatický výstup nezpůsobil žádné problémy. Malá Hluboká-Space Transpondér se osvědčil a byl použit v několika misích od té doby.

Star Tracker nebyl součástí testovacího programu, ale zakoupenou komponentou, která byla ve skutečnosti považována za velmi spolehlivou. Neúspěch téměř vedl ke konci mise, ale řešení problémů s novým softwarem bylo samo o sobě úspěšným příběhem. Na rozdíl od Deep Space 1 mají vědecké mise obvykle několik nadbytečných sledovačů hvězd.

Z vědeckého hlediska dokázala Deep Space 1 zaznamenat docela dost, včetně prvního měření magnetického pole asteroidů v Braillově písmu. I když se nepodařilo získat detailní snímky v Braillově písmu, průlet Borrelly byl úplným úspěchem, který poskytl několik nových a překvapivých pohledů na komety.

Úsvit, New Horizons a některé marťanské mise dokázaly přímo využít zkušenosti DS1 pomocí těchto technologií ve vědeckých misích.

Viz také

webové odkazy

Commons : Deep Space 1  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů

Individuální důkazy

  1. ^ A b Marc D. Rayman: Úspěšný závěr mise Deep Space 1: Důležité výsledky bez honosného názvu . In: Vesmírná technologie . páska 23 , č. 2-3 , 2003, s. 185 (anglicky, online [PDF]).
  2. ↑ a b NASA - NSSDCA - Kosmická loď - Podrobnosti. Citováno 15. června 2017 .
  3. ^ NASA (vyd.): Deep Space 1, Launch, Press Kit říjen 1998 . S. 3 ( online [PDF]).
  4. ↑ a b c Marc D. Rayman, Philip Varghese, David H. Lehman, Leslie L. Livesay: Výsledky ověřovací mise technologie Deep Space 1 . In: Jet Propulsion Laboratory (ed.): Acta Astronautica . páska 47 , 2000, str. 475 ff . ( Online [PDF]).
  5. ↑ Vesmírné mise komety . Citováno 20. listopadu 2016.
  6. ↑ AMMOS. (Již není k dispozici online.) NASA, archivována od originálu 14. listopadu 2016 ; zpřístupněno 16. června 2017 . Info: Odkaz na archiv byl vložen automaticky a ještě nebyl zkontrolován. Zkontrolujte prosím původní a archivovaný odkaz podle pokynů a poté toto oznámení odstraňte. @ 1@ 2Šablona: Webachiv / IABot / ammos.jpl.nasa.gov
  7. ^ NASA (vyd.): Deep Space 1, Launch, Press Kit říjen 1998 . S. 7 ( online [PDF]).
  8. ↑ Deep Space 1 (DS-1) . www.bernd-leitenberger.de. Citováno 16. července 2012.
  9. ^ NASA (vyd.): Deep Space 1, Launch, Press Kit říjen 1998 . S. 31 ( online [PDF]).
  10. ^ NASA (vyd.): Deep Space 1, Launch, Press Kit říjen 1998 . S. 24 ( online [PDF]).
  11. ↑ GRC - NSTAR Ion Thruster. Citováno 3. června 2017 .
  12. ↑ David DeFelice: NASA - Posloupnost a stav provozu systému iontového pohonu Deep Space 1. Citováno 3. června 2017 .
  13. ^ Diagnostický subsystém Ion Propulsion System (IPS) (IDS). Citováno 17. července 2017 .
  14. ^ NASA (ed.): Příspěvky do hlubokého vesmíru 1 . 14. dubna 2015 ( online [přístup 3. června 2017]).
  15. ^ NASA (vyd.): Deep Space 1, Launch, Press Kit říjen 1998 . S. 26 ( online [PDF]).
  16. ↑ Experiment plazmového záhlaví koordinovaného archivu NASA Space Science pro planetární průzkum (PEPE). Citováno 17. července 2017 .
  17. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 9. prosince 1998. Citováno 25. května 2017 .
  18. ↑ Marc D. Rayman: Úspěšný závěr mise Deep Space 1: Důležité výsledky bez honosného názvu . In: Vesmírná technologie . páska 23 , č. 2-3 , 2003, s. 185 (anglicky, online [PDF]).
  19. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana 24. října. Citováno 25. května 2017 .
  20. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 10. listopadu 1998. Citováno 25. května 2017 .
  21. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 24. listopadu 1998. Citováno 25. května 2017 .
  22. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 12. listopadu. Citováno 25. května 2017 .
  23. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 13. února 1999. Citováno 25. května 2017 .
  24. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 19. května 1999. Citováno 28. května 2017 .
  25. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 23. května 1999. Citováno 28. května 2017 .
  26. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 12. června 1999. Citováno 28. května 2017 .
  27. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 20. června 1999. Citováno 28. května 2017 .
  28. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 11. července 1999. Citováno 28. května 2017 .
  29. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 29. července 1999. Citováno 28. května 2017 .
  30. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 1. srpna 1999. Citováno 7. června 2017 .
  31. ↑ a b Dr. Záznam mise Marca Raymana, 8. srpna 1999. Citováno 7. června 2017 .
  32. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 16. ledna 2000. Citováno 7. června 2017 .
  33. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 4. července 2000. Citováno 7. června 2017 .
  34. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana; 29. října 2000. Citováno 8. června 2017 .
  35. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 18. března 2001. Citováno 8. června 2017 .
  36. ^ Susan Reichley: Zprávy z roku 2001 - Kosmická loď NASA zachytila ​​dosud nejlepší pohled na jádro komety. Citováno 8. června 2017 .
  37. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 11. září 2001. Citováno 8. června 2017 .
  38. ↑ Dr. Záznam mise Marca Raymana, 18. prosince 2001. Citováno 8. června 2017 .