El Experimento de Clima Espacial para Estudiantes de Colorado ( CSSWE ) fue el sexto [ ¿cuándo? ] La Fundación Nacional de Ciencias patrocinó la misión CubeSat . [3] [4] Fue construido por estudiantes de la Universidad de Colorado en Boulder con el asesoramiento de profesionales del Laboratorio de Física Espacial y Atmosférica . La misión CSSWE fue un esfuerzo conjunto del Departamento de Ciencias de la Ingeniería Aeroespacial y el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado.. El investigador principal de la misión fue el Prof. Xinlin Li, y los Co-PI son el Prof. Scott Palo y el Dr. Shri Kanekal. La directora del proyecto fue la Dra. Lauren Blum, el ingeniero de sistemas el Dr. David Gerhardt y el científico de instrumentos el Dr. Quintin Schiller. [5]
Tipo de misión | Investigación del clima espacial |
---|---|
Operador | CU / LASP |
ID COSPAR | 2012-048D |
SATCAT no. | 38761 |
Sitio web | lasp |
Duración de la misión | 3 meses (planeado) 24+ meses (logrado) |
Propiedades de la nave espacial | |
Tipo de nave espacial | 3U CubeSat |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 13 de septiembre de 2012, 21:39:00 UTC |
Cohete | Atlas V 401 AV-033 |
Sitio de lanzamiento | Vandenberg SLC-3E |
Contratista | Alianza de lanzamiento unida |
Servicio ingresado | 4 de octubre de 2012 |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Geocéntrico |
Régimen | Tierra baja |
Altitud del perigeo | 472 kilómetros (293 mi) |
Altitud de apogeo | 777 kilómetros (483 mi) |
Inclinación | 64,6 grados |
Período | 97.19 minutos |
Época | 14 de septiembre de 2012 [2] |
Instrumentos | |
REPTile: pequeño experimento integrado del telescopio relativista de electrones y protones | |
CSSWE fue lanzado el 13 de septiembre de 2012 en un cohete Atlas V por United Launch Alliance en ELaNa -VI como parte de la Iniciativa de Lanzamiento CubeSat de la NASA (CSLI). [6] El equipo de CSSWE lanzó sus productos científicos al público para su descarga en el sitio web de análisis de datos coordinados de la NASA (CDAWeb).
Al 22 de diciembre de 2014, CSSWE mostró una degradación severa de la batería, probablemente debido a que la batería se llevó miles de ciclos más allá de las especificaciones de diseño de la batería. Como resultado, CSSWE no puede retener suficiente energía para recibir o transmitir datos.
Objetivo de la misión
El objetivo de la misión de CSSWE es estudiar el clima espacial desde una órbita cercana a la Tierra (480 km x 780 km). [7] Específicamente, CSSWE trabaja en conjunto con misiones simultáneas (como las sondas Van Allen , BARREL y SAMPEX ) para abordar las siguientes preguntas: 1) ¿Cómo se relaciona la ubicación, la magnitud y la frecuencia de las erupciones solares con el tiempo, la duración, y espectro de energía de las partículas energéticas solares (SEP) que llegan a la Tierra y 2) Cómo evolucionan el espectro y la dinámica de los electrones del cinturón de radiación de la Tierra . [8]
Instrumento de ciencia
El instrumento científico de CSSWE, el pequeño experimento integrado del Telescopio Relativista de Electrones y Protones (REPTile), es el único instrumento científico a bordo y cumple con los objetivos de la misión. Es una versión reducida del instrumento Telescopio relativista de electrones y protones (REPT), [7] que forma parte del conjunto de instrumentos de partículas energéticas, composición y plasma térmico (ECT) [9] a bordo de las sondas Van Allen. REPTile cumple los objetivos de la misión midiendo electrones de 0,58 a> 3,8 megaelectronvoltios (MeV) y protones de 8 a 40 MeV. [10] [11] [12] También en el CubeSat hay un magnetómetro a bordo para proporcionar conocimiento de la orientación de las naves espaciales y los instrumentos con respecto al campo magnético de la Tierra.
Pruebas previas al vuelo
CSSWE se sometió a las mismas pruebas rigurosas que hacen todos los activos espaciales en LASP. Además de las pruebas a nivel de componentes y subsistemas, la nave espacial se sometió a numerosas pruebas a nivel de sistema. Pasó la prueba de la cámara de vacío térmica , en la que se simularon 11 ciclos orbitales de la nave espacial en el vacío aumentando y disminuyendo la temperatura de la nave espacial para reproducir modelos térmicos que predicen las temperaturas reales en órbita. Las primeras horas de la misión se reprodujeron simulando el lanzamiento (en el que se suelta el interruptor de despliegue, iniciando la fase de puesta en servicio automatizada) desde una mesa cercana a la estación terrestre LASP. CSSWE pasó esta prueba al completar la fase de puesta en servicio inicial, desplegar su antena y establecer contacto con la estación terrestre LASP. También se realizaron pruebas de actitud orbital, incluidas las pruebas de jaula de Helmholtz y elipse de error.
Lanzamiento
El lanzamiento de CSSWE estaba originalmente programado para el 2 de agosto de 2012 a bordo de la Oficina Nacional de Reconocimiento Launch-36 ( NROL-36 ). Sin embargo, el lanzamiento se retrasó tres veces para proporcionar tiempo adicional para la resolución de un problema de instrumentación de rango, según el comunicado oficial de United Launch Alliance . [13] El Atlas V 401 finalmente se lanzó el 13 de septiembre de 2012 desde Vandenberg AFB Space Launch Complex 3 . [14] [15]
La carga útil principal a bordo del NROL-36 era una carga útil clasificada de la NRO, por lo que no se proporcionó información sobre la órbita o la nave espacial. Sin embargo, había 11 CubeSats a bordo del cohete como cargas útiles secundarias. El vehículo de lanzamiento colocó a los CubeSats en una órbita de 480x780 km con una inclinación de 65 grados. Los CubeSats se transportaron en ocho dispensadores de PPOD conectados al extremo del cohete Centaur a través del portador de mamparo de popa, que reemplazó un tanque de helio innecesario. [13] Cuatro de los CubeSats se lanzaron como parte del programa de Lanzamiento Educativo de Nanosatélites (ELaNa) de la NASA: CSSWE (Universidad de Colorado - Boulder), CINEMA 1 (Universidad de California - Berkeley et al.), CXBN (Universidad Estatal de Morehead ) y CP5 (Universidad Politécnica de California). Los siete restantes eran Aeneas (operado por la Universidad del Sur de California), dos SMDC-ONE (Ejército de los EE. UU.), STARE-A (Laboratorio Nacional Lawrence Livermore) y tres AeroCube-4 (Aerospace Corporation). [dieciséis]
Sobre el éxito de la órbita
La nave espacial utiliza una cinta métrica como antena para comunicarse con las estaciones terrestres. El distintivo de llamada DK3WN del operador de radioaficionado DK3WN escuchó por primera vez a CSSWE emitiendo balizas paquetes de telemetría casi exactamente dos horas después del despliegue del PPOD, superando su primer obstáculo importante. La nave espacial completó la puesta en servicio científica y se ordenó en modo científico completo 22 días después, el 5 de octubre. El éxito total de la misión ocurrió el 5 de enero de 2013, después de tres meses de datos científicos. La misión CSSWE finalizó en diciembre de 2014 debido a la degradación de la batería.
Los primeros resultados científicos y los resultados científicos actualizados se presentaron, respectivamente, en la Unión Geofísica Estadounidense de Otoño de 2012 y 2013 en San Francisco, CA. [17] y publicado en revistas revisadas por pares como Geophysical Review Letters, [18] [19] el Journal of Geophysical Research, [20] y Science. CSSWE ahora tiene 24 publicaciones científicas o de ingeniería revisadas por pares, incluido un artículo publicado en Nature el 13 de diciembre de 2017. [21]
Referencias
- ^ Jonathan Brown; Riki Munakata (2008). "Identificación de satélite Dnepr 2 y el P-POD Mk.III" (PDF) . Universidad Estatal Politécnica de California . Archivado desde el original (PDF) el 19 de julio de 2011 . Consultado el 30 de julio de 2010 .
- ^ McDowell, Jonathan. "Catálogo de satélites" . Página espacial de Jonathan . Consultado el 20 de diciembre de 2013 .
- ^ Detalles del premio NSF
- ^ "Comunicado de prensa de la Universidad de Colorado" . Archivado desde el original el 2 de mayo de 2013 . Consultado el 24 de enero de 2012 .
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 12 de enero de 2015 . Consultado el 29 de enero de 2014 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Aspectos destacados del lanzamiento de ULA NROL-36" . Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2013 . Consultado el 21 de marzo de 2013 .
- ^ a b Li, X., S. Palo, R. Kohnert, L. Blum, D. Gerhardt, Q. Schiller y S. Califf (2013), Pequeña misión cumplida por los estudiantes: gran impacto en la investigación del clima espacial, Espacio Clima , aceptado, DOI: 10.1002 / swe.20025
- ^ Li, X., S. Palo y R. Kohnert (2011), Misión de investigación del clima espacial pequeño diseñada completamente por estudiantes, Clima espacial , 9, S04006, doi: 10.1029 / 2011SW000668
- ^ Van Allen Probes Instrument Suites Archivado el 8 de septiembre de 2013 en la Wayback Machine.
- ^ Blum, L. y Q. Schiller (2012), Caracterización y prueba de un telescopio de partículas energéticas para una plataforma CubeSat, Actas de la Conferencia AIAA / USU sobre satélites pequeños, Concurso de becas para estudiantes Frank J. Redd, SSC12-VIII-4
- ^ Schiller, Q. y A. Mahendrakumar (2010), REPTile: un detector miniaturizado para una misión CubeSat para medir partículas relativistas en el espacio cercano a la Tierra, Actas de la Conferencia AIAA / USU sobre satélites pequeños, Concurso de becas para estudiantes Frank J. Redd , SSC10-VIII-1
- ^ Li, X., S. Palo, R. Kohnert, D. Gerhardt, L. Blum, Q. Schiller, D. Turner, W. Tu, N. Sheiko y CS Cooper (2012), experimento de clima espacial para estudiantes de Colorado : Mediciones de flujo diferencial de partículas energéticas en una órbita terrestre baja muy inclinada, en Dinámica de los cinturones de radiación de la Tierra y Magnetosfera interior, Geophys. Monogr. Ser., Vol. 199, editado por D. Summers, et al., Págs. 385–404, AGU, Washington, DC, doi: 10.1029 / 2012GM001313.
- ^ a b Resumen del lanzamiento de NASASpaceFlight.com Archivado el 16 de diciembre de 2013 en Wayback Machine
- ^ "Comunicado de prensa de lanzamiento de ULA" . Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2013 . Consultado el 21 de marzo de 2013 .
- ^ "Comunicado de prensa de lanzamiento de NRO" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 15 de febrero de 2013 . Consultado el 21 de marzo de 2013 .
- ^ "Presentación del taller NROL-36 2012 CubeSat" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2014 . Consultado el 21 de marzo de 2013 .
- ^ Lista de presentación de RBSP 2012 AGU
- ^ Blum, LW, Q. Schiller, X. Li, R. Millan, A. Halford y L. Woodger (2013), Nuevas mediciones conjuntivas de CubeSat y globos para cuantificar la precipitación rápida de electrones energéticos, Geophys. Res. Lett., 40, 5833–5837, doi: 10.1002 / 2013GL058546.
- ^ Schiller, Q., X. Li, L. Blum, W. Tu, DL Turner y JB Blake (2014), Una mejora del tiempo sin tormenta de electrones relativistas en el cinturón de radiación exterior, Geophys. Res. Lett., 41, doi: 10.1002 / 2013GL058485.
- ^ Li, X. y col. (2013), Primeros resultados de CSSWE CubeSat: Características de los electrones relativistas en el entorno cercano a la Tierra durante las tormentas magnéticas de octubre de 2012, J. Geophys. Res. Space Phys., 118, doi: 10.1002 / 2013JA019342.
- ^ Xinlin Li, Richard Selesnick, Quintin Schiller, Kun Zhang, Hong Zhao, Daniel N. Baker y Michael A. Temerin (2017), Medición de electrones de la desintegración de neutrones del albedo y la densidad de neutrones en el espacio cercano a la Tierra, doi: 10.1038 / naturaleza24642.