Европейский студенческий орбитальный аппарат - European Student Moon Orbiter
В Европейский студенческий орбитальный аппарат (ESMO) была предложена европейская студенческая миссия в Луна. Над программой работали студенческие команды из 19 университетов Европы. ESMO был разработан Инициатива по исследованию космического пространства и технологий для студентов при поддержке Европейское космическое агентство (ЕКА); до начала Фазы А вся ответственность за управление программой была передана Управлению Образования ЕКА. В 2009, Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) была выбрана в качестве генерального подрядчика.[1] ESMO планировалось запустить в конце 2013 или начале 2014 года,[1] но дальнейшая оценка ESM сочла затраты проекта ESMO «неустойчивыми» с учетом бюджета ESA Education Office.[2]
Цели
Целями миссии ESMO были:[3]
- Запустить первый лунный космический корабль, который будет спроектирован, построен и эксплуатируется студентами в государствах-членах ЕКА и сотрудничающих государствах ЕКА.
- Для вывода и эксплуатации космического корабля на лунной орбите.
- Получать изображения Луны со стабильной лунной орбиты и передавать их обратно на Землю в образовательных целях.
- Для выполнения новых измерений, связанных с демонстрацией передовых технологий, изучением Луны и исследованиями.
Образовательная цель проекта заключалась в том, чтобы предоставить студентам университетов ценный практический опыт в рамках реального и сложного космического проекта. Это сделано для того, чтобы полностью подготовить высококвалифицированную рабочую силу для амбициозных будущих миссий ЕКА.[3]
Лунный переход
Космический аппарат массой около 190 кг и размером 76 x 74 x 74 см был разработан для запуска в качестве вспомогательной или вспомогательной полезной нагрузки в Геостационарная переходная орбита в конце 2013 - начале 2014 года. Оттуда космический корабль будет использовать свою бортовую двигательную установку для выхода на лунную орбиту через слабый переход границы устойчивости. Это путешествие через точку Лагранжа L1 Солнце-Земля займет три месяца, но для этого потребуется гораздо меньше топлива, чем для прямого перехода (см. Низкая передача энергии[4][5] и Межпланетная транспортная сеть ).[1][3]ESMO предназначен для работы на лунной орбите в течение шести месяцев.
Полезные нагрузки
Полезные нагрузки, которые рассматривались для орбитального аппарата, включали:[3]
- Узкоугольная камера (полезная нагрузка): для съемки лунной поверхности. Старшеклассники смогут предложить снимок лунного участка.
- LunaNet (полезная нагрузка для демонстрации технологий): интернет-сеть на Луне для связи между космическими кораблями будущего на лунной орбите, посадочными модулями, марсоходами и наземными станциями на Земле. В рамках эксперимента LunaNet будут проверены соответствующие протоколы связи для лунного Интернета.
- Радиационный монитор (научная полезная нагрузка): компактный и маломощный радиационный монитор, который может обеспечивать входы для Космическая среда модели.
- Радар (научная полезная нагрузка): обеспечивает радиолокационные наблюдения Луны. (радиолокационные наблюдения с Земли ограничены обращенной к Земле стороной Луны).
- Микроволновый радиометрический зонд (научная полезная нагрузка): пассивный СВЧ радиометр для измерения тепловых и диэлектрических свойств лунного реголит.
Технические факты
В таблице ниже представлен обзор платформы космического корабля и наземный сегмент.[3]
| Подсистема | Описание |
|---|---|
| Система определения и контроля отношения (ADCS) | 3-осевая стабилизация: 2 звездных трекера, 4 датчика солнца, 2 инерциальных измерительных блока, 4 опорных колеса, 8 подруливающих устройств на холодном газе |
| Бортовая обработка данных | 2 процессора ESA LEON2 (с двойным резервированием) с программным обеспечением для обработки данных (временная шкала команд и простой FDIR) и ПО ADCS; 32 МБ Serial Flash для хранения данных полезной нагрузки; Интерфейсы данных CANbus |
| Связь | Антенны с низким коэффициентом усиления для всенаправленного покрытия; Транспондер S-диапазона с модуляцией PSK-PM и возможностью дальности и скорости диапазона для радионавигации; 8 кбит / с нисходящая линия / 4 кбит / с восходящая линия между лунными и земными станциями |
| Мощность | Установленные на корпусе солнечные элементы на основе GaAs 3J для начальной мощности 170 Вт и мощности в конце срока службы 122 Вт; Нерегулируемая шина 24-29 В; Литий-ионные аккумуляторы емкостью 1800 Втч |
| Движение | 4 жидкостных двухтопливных двигателя MON / MMH: тяга 22 Н каждый, удельный импульс 285 с (модулируется программным обеспечением AOCS во время горения для контроля реакции) |
| Структура | Углепластик / Al, сотовая конструкция коробки с несущей центральной тяги трубы |
| Температурный контроль | Пассивный: MLI и поверхностные покрытия; активно: локальные обогреватели для затмения (например, топливные баки) |
| Наземный сегмент | Наземные станции: 25-метровая антенна S-диапазона в Райстинге и 15-метровая антенна S-диапазона в Виллафранке; Перт / Куру для запуска, ранней фазы орбиты и маневров |
Текущие команды
В проекте участвовала 21 команда из 19 европейских университетов стран-членов ЕКА и сотрудничающих государств.
| Университет | Страна | Обязанности |
|---|---|---|
| Льежский университет | Бельгия | Полезная нагрузка камеры с узким углом обзора |
| Чешский технический университет в Праге | Чехия | Модуль интерфейса AOCS |
| Тартуский университет | Эстония | Сборка, интеграция, проверка и эксплуатация спутников |
| Supaero | Франция | Звездный трекер |
| Штутгартский университет | Германия | Двигательная установка - подача газа (двигатель на холодном газе) |
| Technische Universität München | Германия | Полезная нагрузка LunaNet и наземная станция |
| Университет Л'Акуилы и Римский университет Ла Сапиенца | Италия | Микроволновый радиометр для научных исследований |
| Миланский политехнический университет | Италия | Система определения и контроля отношения |
| Миланский политехнический университет | Италия | Двигательная установка - жидкое топливо (двухкомпонентный двигатель) |
| Варшавский технологический университет | Польша | Подсистема терморегулирования |
| Вроцлавский технологический университет | Польша | Система связи |
| AGH Университет науки и технологий | Польша | Космическая среда и анализ эффектов |
| Политехнический университет Бухареста | Румыния | Система определения и контроля отношения |
| Политехнический университет Бухареста | Румыния | Структура |
| Бухарестский университет | Румыния | Полезная нагрузка радиационного монитора |
| Люблянский университет | Словения | Симулятор |
| Люблянский университет | Словения | Полезная нагрузка радара |
| Мариборский университет | Словения | Бортовая обработка данных |
| Университет Овьедо | Испания | Упряжь |
| Университет Виго | Испания | Команда GS / OPS-V. Наземная станция ВИЛ-1 команды. |
| Университет Глазго | Великобритания | Анализ миссии и динамика полета |
| Саутгемптонский университет | Великобритания | Системная инженерия |
| Уорикский университет | Великобритания | Подсистема питания |
Под руководством Управления образования ЕКА в ESTEC, проект успешно завершил технико-экономическое обоснование фазы A и продолжил предварительный дизайн на этапе B.[3] На данный момент более 200 студентов приняли участие в этапах A и B проекта ESMO.[1]
С ноября 2009 года SSTL координирует и контролирует работу студентов, обеспечивая системную и специализированную техническую поддержку.[1]
Регулярные семинары в ESTEC и ESOC а также стажировки в SSTL были организованы для поддержки студенческих команд в их деятельности, связанной с ESMO, и обеспечения обучения / передачи знаний. Кроме того, мощности SSTL будут использоваться для сборки, интеграции и испытаний космических аппаратов.
Важной вехой на этапе B стал обзор требований к системе (SRR) для ESMO, который был проведен в 2010 году. На SRR были завершены системные требования и дизайн системы. Часть SRR также выбрала университетские команды для участия в следующих фазах проекта.
После прохождения предварительного обзора проекта в марте 2012 года программа была прекращена из-за бюджетных ограничений.
ESMO должен был стать четвертой миссией в рамках образовательной спутниковой программы ЕКА после ССЭТИ Экспресс, ДА2 и Европейский студенческий орбитальный аппарат (ESEO).
Рекомендации
- ^ а б c d е «Начинается разработка студенческого спутника ESMO Moon / Education / ESA». Esa.int. Получено 2013-04-13.
- ^ http://www.esa.int/Education/ESA_concludes_student_ESMO_Moon_orbiter_project
- ^ а б c d е ж «Миссия ESMO / Образование / ESA». Esa.int. Получено 2013-04-13.
- ^ Зуиани Ф., Гиббингс А., Ветрисано М., Рицци Ф., Мартинес К., Василе М. Определение и управление орбитой европейского студенческого орбитального аппарата Луны. Acta Astronautica, 2012, 79. С. 67-78. ISSN 0094-5765.
- ^ Ветрисано М., Ван дер Вег В., Василе М., Навигация на Луну с помощью низкоэнергетических переходов, небесная механика и динамическая астрономия, 2012 г., октябрь 2012 г., том 114, выпуск 1-2, стр. 25-53