Japonya'da SLATS Uydusunun Tanıtımı
1 Genel Bakış
SLATS uydusunun tam İngilizce adı, Japonya'daki JAXA'nın küçük bir teknik doğrulama uydusu olan Süper Alçak İrtifa Test Uydusu'dur. Uydu 180 ~ 250km yörünge yüksekliğine sahiptir. Temel amacı, yüksek yoğunluklu atomik oksijenin uydular üzerindeki etkisini anlamak ve yörünge kontrolünü uygulamak için iyon tahrik sistemleri kullanmanın fizibilitesini doğrulamaktır. Bu uydunun takma adı Japonca'da "" anlamına gelen "Tsubame" dir.
2. Başlatma durumu
23 Aralık 2017'de Japonya'nın JAXA'sı Kagoshima Uzay Merkezi'nden fırlatıldı. Bir H2A taşıyıcı roketi kullanılarak GCOM-C iklim değişikliği gözlem uydusu ve SLATS iklim değişikliği gözlem uydusu, bir H2A taşıyıcı roketi kullanılarak farklı irtifalara gönderildi. Bir parkur planlayın.
Uydu yerel saatle 10: 26'da (Pekin saati ile 11:26) fırlatıldı; 16 dakika sonra, GCOM-C uydusu roketten 800 kilometre yükseklikte ayrıldı; daha sonra H2A roketi ters enjeksiyon motorunu çalıştırmak için aşağı çevrildi ve SLATS uydusu fırlatıldı Yaklaşık 1 saat 48 dakika sonra, yaklaşık 480 kilometre yükseklikte roketten ayrıldı ve iki uydu, amaçlanan yörüngelerine girdi. Bu, Japonya'nın iki uyduyu farklı irtifalardaki yörüngelere göndermek için ilk kez bir roket fırlatmasıdır.
"Renkli" iklim değişikliği gözlem uydusu, esas olarak deniz yüzey suyu sıcaklığı ve yer buzu ve kar koşulları gibi iklimle ilgili verileri gözlemlemek ve toplamak için kullanılır. "Yan" ultra düşük irtifa teknolojisi test uydusu, sıradan yapay uydulardan daha düşük bir uçuş yüksekliğine sahiptir ve hava direnci çok daha fazladır.Bu nedenle, ultra düşük yörünge uydu uygulama teknolojisini test etmek için yörünge yükseklik ayarı için yüksek verimli bir iyon motoru ile donatılmıştır.
3. Uydu performans parametreleri
SLATS uyduları, sonraki ultra düşük yörüngeli uyduların öncüleri olarak kabul edilebilir. SLATS uydusunun iç yapısının perspektif görünümü aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Uydunun ana teknik parametreleri Tablo 1'de gösterilmektedir.
Uydunun ana görevleri şunlardır:
(1) Ultra düşük yörünge uydu sistemini doğrulayın
Ultra düşük yörüngede, 200km rakımda, atmosferik direnç çok yüksektir.Aşağıdaki şekil, atmosferik direnç ile yörünge yüksekliği arasındaki ilişkiyi göstermektedir.Uydunun aerodinamik şekli ile farklı irtifalardaki atmosferik parçacıkların hız vektörünün, uydu atmosferik sönüm dengelemesinde rol oynadığı bulunmuştur. önemli etki. Dünyayı sürekli olarak ultra düşük yörüngede gözlemlemek için, atmosferik sürükleme telafi edilmelidir.
(Atmosferik sürükleme ve yörünge yüksekliği arasındaki ilişki)
(2) Ultra düşük yörüngede atmosferik yoğunluğu ölçün;
İnsanların çok düşük yörüngede (yaklaşık 200 km) atmosferik yoğunluğu ölçmesi gerekir Şu anda mevcut olan atmosferik yoğunluk verileri, düşük yörüngeli uyduların yörünge ölçümü ve model tahmini yoluyla elde edilir. 400 km'nin üzerindeki yörünge verileri gerçekte ölçülmüştür ve nispeten doğrudur, ancak 200 km yüksekliğe yakın yörünge için ölçülen veri yoktur. SLATS uydusunun aerodinamik tasarımında en kötü durum göz önünde bulundurulur. Gerçek ölçüm verileri, uydu durumu ve yörünge kontrol verileri ile GPS alıcı verilerini entegre ettikten sonra ters çevirme yoluyla elde edilecektir.
(3) Yörüngedeki atomik oksijeni izleyin ve yüksek konsantrasyonlu atomik oksijenin uydular üzerindeki etkilerini anlayın.
180 ~ 200km yörünge irtifa aralığında atmosferde çok miktarda atomik oksijen (AO) olduğu düşünüldüğünde, bu atomik oksijen bazı materyallerin oksidasyonuna ve performansının düşmesine neden olabilir. Sonunda tahmin edilemeyen bazı problemler ortaya çıkmaktadır, bu nedenle ölçülen atomik oksijen yoğunluğu verileri düşük yörüngelerde çalışan uydular için çok önemlidir. Projenin, bazı örnek malzemelerin ultra düşük yörünge ortamında performans düşüşünü izlemesi ve çalışması gerekiyor.
4. Ana yük
(1) Yeni Nesil Star Tracker (NSTT):
JAXA, NEC, Toshiba Space Systems ve diğer üreticiler tarafından ortaklaşa geliştirilen NSTT yıldız sensörü, 4 ark saniyeden (3) daha iyi rastgele hatalar ve 4-6 ark saniyeden (3) daha iyi sistem hataları ile yüksek hassasiyetli tutum belirleme bilgileri sağlayabilir. . NSTT,% 99,9 güven olasılığı ile 2º / s'lik bir açısal hızda yıldızları izleyebilir ve yakalayabilir. Cihaz, SLATS uydusunda doğrulama için ilk uçuşunu gerçekleştirecek.
Tablo 2 Yıldız sensörünün teknik parametreleri
(2) İyon tahrik sistemi:
İyon tahrik sistemi, bir itici güç yönetim birimi (PMU), bir iyon itici ve bir iyon itme kontrol ünitesi içeren bir güç kontrol işleme ünitesinden (PPCU) oluşur. PMU, iyon iticiye ksenon gazı sağlar ve PPCU, iyon iticiyi yerleşik güç barası aracılığıyla besler. Güç sağlar ve iyon itici iyon demetleri üretir ve aynı anda itme kuvveti oluşturur.
PMU ve ETS-VIII uydularındaki yakıt yönetim sistemi temelde aynıdır. Xenon gazı, üç tankta bir itici gaz olarak depolanır. Depodaki basınç 7MPa'dır. Ksenon gazının kütle akışı, yüksek basınçlı kendinden kilitlemeli valf, basınç düşürücü ve düşük basınç ile doğru bir şekilde kontrol edilir. Kendinden kilitlemeli valf ve kütle akış kontrol ekipmanı. Ksenon kütle akışı 10,5 cm3 / sn'ye ayarlanır (nötrleştirme için 2 cm3 / sn ksenon içerir).
PPCU, JAXA tarafından MELCO uydularında kullanılmak üzere geliştirilmiş bir sistemdir.SLATS uydularının kullanımına uyum sağlamak için bazı ayarlamalar yapılmıştır.SLATS uyduları, 20mN itme gücüne ve 16.000 saatlik çalışma ömrüne sahip iyon iticilere sahiptir.
(Plazma itici)
Tablo 3 İyon iticilerinin performans göstergeleri
(3) AOFS (Atomik Oksijen Akıcılık Sensörü)
Atomik oksijen akış dedektörü, bu ekipman, atomik oksijenin uydu üzerindeki etkisini tespit etmek için kullanılır.AOFS dedektörünün ana bileşeni, poliimid membran ile donatılmış 8 termoelektrik kuvars kristali mikro terazidir ve bir kontrolör, kuvars Teraziler sırasıyla SLATS uydusunun yapısının dışına ve içine kurulur.Atomik oksijenin etkisi altında poliimid filmin bir gaza kütle kaybını ölçebilirler.Atomik oksijenin yoğunluğu, poliimid filmin kütle kaybı verileri ile tersine çevrilebilir. elde edin.
(4) MDM (Malzeme Bozulma Monitörü)
Malzeme bozulma monitörü Bu ekipman, malzeme örnekleri ve optik kameralar içerir. Örnekler, geleneksel uydu yüzey malzemeleri ve yeni nesil antijen oksijen malzemeleri içerir. Bunlar, SLATS uydu yapısının alt yüzeyine uydu uçuş yönüne bakacak şekilde yerleştirilir. Optik kamera, Atomik oksijenin etkisi altındaki malzemelerin bozunma mekanizmasını incelemek için örneklerin fotoğraflarını çekin.
Şekil 5: MDM cihaz fotoğrafı
(5) Dünya gözlemi için OPS (Optik Sensör)
Optik kamera yer gözlemi için kullanılır ve küçük optik kamera yeryüzünün yüzeyini izlemek ve uzaysal çözünürlükteki avantajlarını doğrulamak için kullanılacaktır.Kameranın uzamsal çözünürlüğü yörünge yüksekliği ile orantılı olduğundan, bu proje uydunun yörüngesinin küçültülmesi sırasında alanı inceleyecektir. Artan çözünürlüğün etkisi.
Referans malzemeleri:
1.
2.
