콜로라도 학생 우주 기상 실험

Colorado Student Space Weather Experiment
CSSWE
CSSWE CubeSat and PPOD prior to integration.png
통합[1] 전 CSSWE(전면) 및 P-POD Deployer
미션형우주 기상 연구
연산자CU/LASP
COSPAR2012-048D
새캣38761
웹사이트lasp.colorado.edu/home/csswe/
임무 기간3개월(계획)
24개월 이상(필수)
우주선 속성
우주선형3U 큐브샛
미션의 시작
출시일자2012년 9월 13일 21:39:00(2012-09-13)UTC21:39Z) UTC
로켓아틀라스 V 401 AV-033
발사장반덴버그 SLC-3E
계약자유나이티드 론치 얼라이언스
입력서비스2012년 10월 4일
궤도 매개변수
참조 시스템지리학
정권로우 어스
페리기 고도472km(293mi)
아포기 고도777km(483mi)
기울기64.6도
기간97.19분
신기루2012년[2] 9월 14일
계기
파충류 - 상대론적 전자와 양성자 망원경 통합 작은 실험

콜로라도 학생 우주기상실험(CSSWE)은 국립과학재단이 CubeSat 미션을 후원한 여섯[when?] 번째 국립과학재단이었다.[3][4] 그것은 볼더에 있는 콜로라도 대학의 학생들이 대기 및 우주 물리학 연구소의 전문가들로부터 조언을 받아 건설되었다. CSSWE 미션은 콜로라도 대학교의 항공우주공학부와 대기 및 우주 물리학 연구소의 공동 노력이었다. 그 임무 주임 조사관은 교수였다. 신린 리와 Co-PI는 교수다. 스콧 팔로와 닥터 슈라이 카네칼. 프로젝트의 프로젝트 매니저는 로렌 블럼 박사였고, 시스템 엔지니어는 데이비드 게르하르트 박사였고, 계기 과학자는 퀸틴 실러 박사였다.[5]

CSSWE는 2012년 9월 13일, NASA의 CubeSat Launch Initiative(CSLI)의 일부로 ELA-VI에 의해 아틀라스 V 로켓으로 발사되었다.[6] CSSWE 팀은 NASA의 CDAWeb에 다운로드 받기 위해 과학 제품을 대중에게 공개했다.

2014년 12월 22일 현재 CSSWE는 배터리 설계 사양보다 수천 사이클 이상 배터리를 밀어서 배터리 성능이 심각하게 저하된 것으로 나타났다. 결과적으로, CSSWE는 데이터를 수신하거나 전송할 수 있는 충분한 전력을 보유할 수 없다.

미션 목표

CSSWE의 미션 목표는 지구 근거리 궤도(480km x 780km)에서 우주 날씨를 연구하는 것이다.[7] 구체적으로는 CSSWE는 동시 임무(Van Allen Probes, BARL, SAMPEX 등)와 연계하여 다음과 같은 문제를 해결한다. 1) 태양열 에너지 입자(SEP)가 지구에 도달하는 타이밍, 지속시간 및 에너지 스펙트럼에 어떻게 도달하는지, 2) 스펙트럼과 다이너미(Dynami)는 어떻게 발생하는지.지구의 방사선 벨트 전자의 cs 진화.[8]

사이언스 인스트루먼트

CSSWE의 과학 기구인 상대론적 전자와 프로토온 망원경 통합 작은 실험(REPTILE)은 유일하게 탑승한 과학 기구로서 임무 목표를 충족한다. Van Allen Probes에 탑재된 에너지 입자, 구성 및 열 플라즈마(ECT) 계기 스위트의[9] 일부인 [7]상대론적 전자 및 양성자 망원경(REPT) 기구의 축소판이다. 파충류는 0.58 ~ > 3.8 Megoletronvolts (MeV) 및 8 ~ 40 MeV의 양자를 측정하여 미션 목표를 달성한다.[10][11][12] 또한 큐브샛에는 지구 자기장과 관련된 우주선과 계기 방향에 대한 지식을 제공하기 위한 탑재 자력계가 있다.

비행 전 테스트

CSSWE는 LASP의 모든 우주 기반 자산과 동일한 엄격한 테스트를 받았다. 부품과 서브시스템 레벨 테스트 외에도, 이 우주선은 수많은 시스템 레벨 테스트를 받았다. 실제 온오프비트 온도를 예측하는 열 모델을 재현하기 위해 우주선 온도를 증가시키거나 감소시켜 진공 상태에서 11번의 궤도 주기를 시뮬레이션하는 열진공실 시험을 통과했다. 임무의 처음 몇 시간은 LASP 지상국 근처의 메사에서 발사(전개 스위치가 해제되고 자동 커미셔닝 단계가 시작됨)를 시뮬레이션하여 재현했다. CSSWE는 초기 커미셔닝 단계를 완료하고 안테나를 전개하며 LASP 지상국과 접촉을 설정하여 이 시험을 통과했다. 헬름홀츠 케이지와 오차 타원 테스트 등 궤도태도 테스트도 함께 수행됐다.

발사하다

CSSWE는 원래 2012년 8월 2일에 국가정찰국 발사 36호(NROL-36)를 타고 발사될 예정이었다. 그러나, 연합 발사 연합의 공식 성명에 따르면, 사거리 계측 문제 해결을 위한 추가 시간을 제공하기 위해 발사가 세 번 연기되었다.[13] 아틀라스 V 401호는 결국 2012년 9월 13일 반덴버그 AFB 우주 발사 3단지에서 발사되었다.[14][15]

NROL-36에 탑재된 1차 탑재물은 기밀 NRO 탑재물이었기 때문에 우주선이나 궤도 정보가 제공되지 않았다. 그러나 로켓에는 11개의 큐브사트가 2차 탑재체로 실려 있었다. 발사체는 큐브사트를 65도 기울기의 480x780km 궤도로 운반했다. 큐브사트는 불필요한 헬륨 탱크를 대체한 아프트 벌크헤드 캐리어를 통해 센타우르 로켓 끝에 부착된 8대의 PPOD 디스펜서로 운반됐다.[13] Four of the CubeSats were launched as part of the NASA's Educational Launch of Nanosatellites (ELaNa) program - CSSWE (University of Colorado - Boulder), CINEMA 1 (University of California - Berkeley et al.), CXBN (Morehead State University), and CP5 (California Polytechnic University). 나머지 7명은 아이네이아스(서던캘리포니아대 운영), SMDC-ONE(미 육군), STAR-A(로렌스 리버모어 국립연구소), AeroCube-4(에어로큐브-4) 등이었다.[16]

CSSWE가 궤도에 어떻게 나타날지에 대한 예술적 묘사.

온 궤도 성공

우주선은 측정 테이프를 안테나로 사용하여 지상국과 통신한다. CSSWE는 첫 번째 주요 장애물을 극복하고 PPOD로부터 거의 정확히 2시간 후에 아마추어 무선 사업자의 호출 부호 DK3WN에 의해 원격측정 패킷으로 전송되는 소리를 처음 들었다. 이 우주선은 과학 커미셔닝을 마치고 22일 뒤인 10월 5일 완전 과학 모드로 전환됐다. 전체 미션 성공은 2013년 1월 5일 과학데이터 3개월 만에 이뤄졌다. CSSWE 임무는 배터리 성능 저하로 2014년 12월 종료됐다.

미국 캘리포니아주 샌프란시스코의 2012년과 2013년 가을 미국 지구물리학연합(Fall American Geophysical Union)[17]에서 각각 첫 번째 과학 결과와 업데이트된 과학 결과가 발표되었으며, 지구물리학 연구 저널,[18][19][20] 과학 저널 등 동료 검토 저널에 게재되었다. CSSWE는 현재 2017년 12월 13일 네이처에 발표된 논문을 포함하여 24개의 관련 동료 검토 과학 또는 엔지니어링 저널 출판물을 보유하고 있다. [21]

참조

  1. ^ Jonathan Brown; Riki Munakata (2008). "Dnepr 2 Satellite Identification and the Mk.III P-POD" (PDF). California Polytechnic State University. Archived from the original (PDF) on 2011-07-19. Retrieved 2010-07-30.
  2. ^ McDowell, Jonathan. "Satellite Catalog". Jonathan's Space Page. Retrieved 20 December 2013.
  3. ^ NSF 수상 세부 정보
  4. ^ "University of Colorado Press Release". Archived from the original on 2013-05-02. Retrieved 2012-01-24.
  5. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2015-01-12. Retrieved 2014-01-29.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  6. ^ "ULA NROL-36 Launch Highlights". Archived from the original on 2013-12-07. Retrieved 2013-03-21.
  7. ^ a b Li, X, S. Palo, R. Kohnert, L. Blum, D. 게르하르트, Q. 쉴러, S. Califf(2013), 학생들에 의해 수행된 작은 미션 - 우주 날씨 연구에 큰 영향을 미치는 우주 날씨, 승인됨, DOI: 10.1002/swe.20025
  8. ^ 리, 엑스, S. 팔로, R. Kohnert(2011), 학생이 완전하게 설계한 작은 우주 날씨 연구 미션, 9, S04006, doi:10.1029/2011SW000668
  9. ^ 2013-09-08년 웨이백 머신에 보관된 Van Allen Probe 계측기
  10. ^ 블럼, L., Q. 실러(2012), 큐브샛 플랫폼용 에너지 입자 망원경의 특성 확인 및 테스트, 소형 위성에 관한 AIAA/USU 회의의 진행, Frank J. Redd 학생 장학금 대회, SSC12-VIII-4
  11. ^ 실러, Q. A. 마헨드라쿠마르(2010), 파충류(PROCKILE): 지구 근방의 상대론적 입자를 측정하기 위한 큐브사트 임무용 소형 검출기, 소형 위성에 관한 AIA/USU 회의의 진행, 프랭크 J. 레드드 학생 장학금 대회, SSC10-VIII-1
  12. ^ 리, 엑스, S. 팔로, R. 코너트, D. 게르하르트, L. 블럼, Q. 쉴러, D. 터너, W. Tu, N. 쉐이코, C. S. 쿠퍼(2012), 콜로라도 학생 우주 기상 실험: 지구의 방사선 벨트의 역학 및 지오피스의 내부 자기권역학에서 고경사 지구의 낮은 궤도에서 에너지 입자의 미분속 측정. 모노그르. Ser, vol 199, D에 의해 편집됨. 서머스 외, 페이지 385–404, AGU, 워싱턴 D. C, doi:10.1029/2012 GM0013.
  13. ^ a b NASASpaceFlight.com 2013년 12월 16일 웨이백 머신에 보관된 실행 요약
  14. ^ "ULA Launch Press Release". Archived from the original on 2013-12-07. Retrieved 2013-03-21.
  15. ^ "NRO Launch Press Release" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2013-02-15. Retrieved 2013-03-21.
  16. ^ "NROL-36 2012 CubeSat Workshop Presentation" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-03-04. Retrieved 2013-03-21.
  17. ^ RBSP 2012 AGU 프레젠테이션 목록
  18. ^ 블럼, L. W. Q. 쉴러, X. 리, R. 밀란, A. 하포드, 그리고 L. 급속한 에너지 전자 강수량인 지오피스 정량화를 위한 Woodger(2013), New concolive CubeSat 및 풍선 측정. 레트, 40, 5833–5837, doi:10.1002/2013GL058546.
  19. ^ 실러, Q, X. 리, L. 블럼, W. Tu, D. L. 터너, J. B. 블레이크(2014), 외부 방사선 벨트인 지오피스의 상대성 전자에 대한 비스톰 시간 향상. 레트, 41, doi:10.1002/2013GL058485
  20. ^ Li, X, et al. (2013) CSSWE CubSat의 첫 번째 결과: 2012년 10월 자석 폭풍 중 근지구 환경에서 상대성 전자 특성 J. Geophys. Res. Space Phys, 118, doi:10.1002/2013JA019342.
  21. ^ 신린 리, 리처드 셀레스닉, 퀸틴 쉴러, 쿤 장, 홍자오, 다니엘 N. 베이커, 마이클 A. 테메린(2017), 지구 근거리 공간에서 알베도 중성자 붕괴 및 중성자 밀도로 인한 전자 측정, doi:10.1038/nature24642.