ASTER es una misión espacial planificada en desarrollo por la Agencia Espacial Brasileña que lanzará una nave espacial para orbitar un objeto cercano a la Tierra conocido como (153591) 2001 SN 263 , un sistema de triple asteroide. El lanzamiento está programado para 2021, con una cita en 2022. [2]
Tipo de misión | Tecnología, reconocimiento |
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Operador | Agencia Espacial Brasileña (AEB) |
Duración de la misión | Fase crucero: 1,8 años Fase científica: 4 meses [1] |
Propiedades de la nave espacial | |
Astronave | ASTER |
Autobús | MetNet [1] |
Fabricante | Agencia Espacial Brasileña y sus socios brasileños |
Masa de lanzamiento | 150 kg (330 lb), incluido el propulsor de xenón de 66 kg (146 lb) [2] |
Secado masivo | 89 kg (196 libras) |
Masa de carga útil | 30 kg (66 libras) [2] |
Energía | 2,1 kW [3] |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | Febrero de 2021 [2] |
Orbitador asteroide 2001 SN 263 | |
Inserción orbital | Abril de 2022 [1] |
Instrumentos | |
Cámara de imágenes, telémetro láser , espectrómetro de infrarrojos , radar de apertura sintética , espectrómetro de masas | |
Descripción general
Brasil está promoviendo STEM en sus universidades e industrias tecnológicas al participar en la primera misión brasileña de espacio profundo y desarrollar todas las cargas útiles de instrumentos científicos, control de actitud y sistemas de navegación, así como propulsión eléctrica solar . [3] [4] [5] La misión estaba prevista originalmente en 2010 para su lanzamiento en 2014, [6] luego se retrasó a 2015, [3] [5] a 2020, [1] y actualmente está programada para su lanzamiento en 2021 . [2] a partir de 2017, el presupuesto estimado es de US $ 60 millones. [1]
La nave espacial está diseñada alrededor del pequeño bus de la nave espacial ruso-finlandesa conocido como MetNet, [1] con una masa total de combustible de 150 kg (330 libras). [2] [5] La nave espacial cuenta con cuatro propulsores solares eléctricos desarrollados por Brasil. Los motores son propulsores de efecto Hall alimentados por paneles solares hechos de arseniuro de galio que son capaces de generar hasta 2,1 kW. [3] A partir de esto, 110 W estarán disponibles para instrumentos científicos. [2]
El objetivo es 2001 SN 263 , un sistema de asteroides triple en el grupo de asteroides Amor . Los líderes del equipo de misión ASTER son Antonio Gil Vicente de Brum, Marcelo Assafin, Flávio C. Cruz y Álvaro Alberto Cuccolo. [3]
Objetivos
El objetivo principal del proyecto ASTER es promover la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM) en sus universidades e industrias tecnológicas participando en la primera misión brasileña al espacio profundo. [4] Desde 2010, Brasil ha estado desarrollando las cargas útiles de instrumentos científicos deseados, los sistemas de control de actitud y navegación, [3] así como un nuevo motor de propulsión eléctrica solar con requisitos de energía reducidos.
Los objetivos científicos incluyen mediciones de las propiedades generales del sistema de asteroides triples (tamaño, forma, volumen, densidad, dinámica, estado de giro y velocidad de rotación), las propiedades internas (estructura, distribución de masa, campo gravitacional) y propiedades de la superficie (mineral composición, morfología, composición elemental). [1] [3] [4]
ASTER puede llevar a cabo un experimento de astrobiología para determinar la viabilidad de algunos microorganismos seleccionados en el espacio profundo, y también puede medir el ambiente de plasma del espacio profundo a lo largo de la trayectoria. [4]
Carga útil de la ciencia
La carga útil científica de 30 kg (66 lb) consta de: [3] [4] [5]
- Imaging Camera, una cámara multiespectral con banda ancha y estrecha
- El telémetro láser , llamado ASTER Laser Rangefinder (ALR), mapeará la superficie y la textura de los asteroides objetivo y realizará una caracterización geodésica y geofísica con una precisión de ≤10 m. Su masa es <5 kg y la potencia requerida es <20 W [3]
- Espectrómetro infrarrojo , para determinar la composición de la superficie.
- Espectrómetro de masas , para determinar la composición de la superficie del asteroide.
- Radar de apertura sintética (SAR), para producir imágenes bidimensionales o reconstrucciones tridimensionales de los asteroides
- A lo largo de la trayectoria, se pueden realizar algunos experimentos de microbiología para medir la supervivencia de los microorganismos en el espacio profundo.
Propulsión solar eléctrica
Propulsor de pasillo de imán permanente (PMHT) [2] | Unidades |
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Diseñador | Universidad de Brasilia |
Número de propulsores | 4 (dos son de repuesto) |
Energía de paneles solares | Promedio: 2,0 kW [3] |
El consumo de energía | 450 W por propulsor |
Empuje | 40 mN por propulsor |
Impulso específico ( I sp ) | 2,300 segundos |
Dimensiones del propulsor | Diámetro: 15 cm (5,9 pulgadas) Longitud: 10 cm (3,9 pulgadas) Peso: 4,5 kg (9,9 libras) |
Propulsor | 66 kg (146 libras) de xenón |
La nave espacial cuenta con un tipo de propulsión eléctrica solar basada en el propulsor de efecto Hall . El propulsor fue desarrollado por el Laboratorio de Física del Plasma de la Universidad de Brasilia (LFP-UnB). Los ingenieros crearon una modificación que emplea una serie de imanes permanentes para producir un campo magnético radial dentro del canal de plasma del propulsor para acelerar los iones propulsores de xenón y generar empuje. Las pruebas de banco en vacío indican que el uso de imanes permanentes reduce el consumo de energía eléctrica en un 30%, lo que permite el uso de paneles solares más pequeños y livianos. [2] Los ingenieros brasileños lo llamaron propulsor de pasillo de imán permanente, o PMHT. [2]
La arquitectura de la nave espacial planea montar cuatro propulsores de plasma PMHT, donde dos serán de repuesto. Los cuatro propulsores que operan simultáneamente producen 160 mN, aunque la misión ASTER se puede realizar con un empuje en el intervalo entre 80 mN y 120 mN de empuje total. [2]
La nave espacial se lanzará a una órbita terrestre baja (aproximadamente 400 km de altitud), donde luego utilizará sus propulsores de plasma para aumentar su velocidad y elevar su órbita elíptica hasta que alcance la velocidad de escape para una transferencia heliocéntrica al asteroide. Se realizó un modelado complejo para determinar las técnicas para orbitar de manera segura el sistema triple a corta distancia. [7]
Sistema de asteroides objetivo
El sistema de asteroides triples 2001 SN 263 es un asteroide carbonoso ( tipo C ) del grupo de asteroides Amor . [4] Estos asteroides contienen pistas sobre las etapas iniciales de la formación planetaria y también sobre el origen del agua y la abiogénesis en la Tierra. [4] El cuerpo central principal es un objeto irregular con un diámetro de aproximadamente 2,8 km, mientras que los otros dos son objetos pequeños de 1,1 km y 0,4 km de ancho. [2] [5]
Ver también
- Lista de planetas menores y cometas visitados por naves espaciales
Referencias
- ^ a b c d e f g Plan revisado del ALR, el telémetro láser para la misión espacial ASTER al asteroide triple 2001-SN263 . AGV de Brum, FC da Cruz. XVIII Coloquio Brasileño de Dinámica Orbital (2016). Revista de Física : Conf. Serie 911 (2017) doi : 10.1088 / 1742-6596 / 911/1/012016
- ^ a b c d e f g h i j k l Desarrollo de un sistema de propulsión eléctrica solar para la primera misión brasileña al espacio lejano. José Leonardo Ferreira, Alexandre A. Martins, Rodrigo Andres Miranda, Helbert OC Junior, Alvaro QDR Silva e Ivan Soares Ferreira, Alexander Sukhanov, Othon Cabo Winter. Presentado en la 35ª Conferencia Internacional de Propulsión Eléctrica. IEPC-2017-166. Instituto de Tecnología de Georgia - Atlanta, Georgia, EE. UU. 8-12 de octubre de 2017.
- ^ a b c d e f g h i j Plan de desarrollo preliminar del ALR, el telémetro láser para la misión espacial ASTER al asteroide 2001 SN263 . (PDF) Antonio Gil Vicente de Brum. 2011. doi : 10.5028 / jatm.2011.03033611
- ^ a b c d e f g ASTER: Una misión brasileña a un asteroide. (PDF) OC Winter, EEN Macao, H. de Campos Velho, V. Carruba1 y el equipo de carga útil científica y de ingeniería ASTER.
- ^ a b c d e La misión ASTER: Explorando por primera vez un asteroide del sistema triple. (PDF) Elbert EN Macau, Othon Winter, Haroldo Fraga de Campos Velho. Enero de 2011
- ^ Misión ASTER: Primera misión brasileña de espacio profundo, prevista para ser lanzada en 2014. Proyecto Aster: Vuelo a un asteroide cercano a la Tierra. AA Sukhanov, HF DE C. Velho, EE Macau, OC Winter. Cosmic Research , 2010, vol. 48, núm. 5, págs. 443–450
- ^ Misión ASTER: Regiones de estabilidad alrededor del triple asteroide 2001 SN263 . (PDF) OC Winter, RAN Araujo, AFBA Prado, A. Sukhanov. 2011